CN106546774A - 一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气工程领域，尤其地涉及一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置。其包括接线切换控制单元，接线切换控制单元包括微处理器、开关驱动电路、开关状态检测电路、按键模块、显示器以及存储器；所述微处理器产生驱动信号并输入开关驱动电路，开关驱动电路受驱动信号的驱动而使切换开关单元中对应切换开关产生断开或闭合动作；所述开关状态检测电路通过检测切换开关单元中切换开关的断开或闭合动作而形成一路信号，并将此一路信号输入微处理器以便微处理器分析和判断切换开关单元中切换开关的断开或闭合的状态；其能够将手工接线变为自动接线，并且针对接线后的状态引入开关状态检测功能以防止接线错误。

Description

一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其地涉及一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置。

背景技术

目前电力线路参数测试通常要做多个项目，常见测试项目有正序阻抗、零序阻抗、正序电容、零序电容、双回路零序互感抗、双回路零序耦合容纳等。由于每个测试项目的接线方式不同，因此每次测试前都要对电力线路、异频电源和测量主机间的各个端子进行专门接线，而每完成一个测试项目后，都需要先将上一次接线拆除，再更换到下一测试项目的对应接线方式。图1为其中正序阻抗测试项目的接线，可见涉及多个设备的许多条接线。

目前市场上的电力线路参数测试设备的接线操作需要手工进行，操作过程中需要人工监视并确认。由于接线中需要用到十多根测试线，这些测试线又有多种组合接线方式，不仅操作复杂耗费大量时间，而且容易出现接线错误，导致设备工作不正常甚至被烧毁，并造成接线操作人员的人身伤亡事故。接线操作中不但接线端子间连线不能接错，而且接线操作的顺序也不能出错，例如若未接好接地线就更换其他接线，在接线过程中就可能产生拉弧现象，危及设备和人身安全。有些现场的接地操作十分困难，甚至需要花时间报请审批并只能在某些规定时间操作，从而给测试接线带来更多不便。另外，操作者在每次接线时都需要手工接触到正在运行的设备，甚至很多厂家的设备接线端子与操作面板处于同一个平面且距离很近，对操作者的人身安全带来的极大风险。

此问题亟需改变。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其能够将手工接线变为自动接线，并且针对接线后的状态引入开关状态检测功能以防止接线错误。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：

一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，包括接线端口单元和切换开关单元，接线端口单元中每个接线端子和切换开关单元中每个切换开关对应连接；其中，还包括接线切换控制单元，接线切换控制单元和切换开关单元电连接；所述接线切换控制单元包括微处理器、开关驱动电路、开关状态检测电路、按键模块、显示器以及存储器；所述微处理器产生驱动信号并输入开关驱动电路，开关驱动电路受驱动信号的驱动而使切换开关单元中对应切换开关产生断开或闭合动作；所述开关状态检测电路通过检测切换开关单元中切换开关的断开或闭合动作而形成一路信号，并将此一路信号输入微处理器以便微处理器分析和判断切换开关单元中切换开关的断开或闭合的状态；所述微处理器还分别和按键模块、显示器、存储器连接。

进一步，所述开关驱动电路包括第一电阻、第一光电隔离器和继电器，第一光电隔离器的原边的一端和第一电阻连接，另一端和微处理器连接；第一光电隔离器的副边的一端和继电器连接，另一端接地；所述继电器具有两个常开触点，第一常开触点和切换开关单元连接。

进一步，所述开关状态检测电路包括第二电阻、第三电阻和第二光电隔离器，第二光电隔离器的原边的一端和第二常开触点的一端连接，第二常开触点的另一端和第二电阻连接，第二光电隔离器的原边的另一端接地；第二光电隔离器的副边的一端分别与第三电阻和微处理器连接，另一端接地。

进一步，所述接线端口单元包括电力线路接线端口组、异频电源接线端口组和测量主机接线端口组；所述异频电源接线端口组包括四个异频电源接线端口，电力线路接线端口组包括七个电力线路接线端口，测量主机接线端口组包括十个测量主机接线端口。

进一步，所述切换开关单元包括对应于四个异频电源接线端口的四条异频电源接线、七条电力线路接线和十条测量主机接线；所述第一、第二和第三条异频电源接线中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线中每条线两两连接而形成第一阵列，每个结点均设置切换开关，第四异频电源接线和第十测量主机接线均接地；所述第一条电力线路接线至第六条电力线路接线中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线中每条线两两连接而形成第二阵列，每个结点均设置切换开关，第七条电力线路接线接地。

进一步，所述微处理器集有通讯接口，微处理器通过通讯接口和外界通讯。

进一步，所述微处理器采用单片机。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用微处理器控制切换开关的切换，将手工接线变为自动接线，大大降低了接线工作强度，提高接线效率。

2、接线切换控制单元具备开关状态检测功能，其可以及时发现接线中的问题，防止接线错误。

3、本发明通过通讯接口和外界通讯，技术员可远程控制自动接线控制装置，从而避免操作人员手工近距离接触高压设备，保证操作人员的人身安全。

附图说明

图1为电力线路参数测试设备及其正序阻抗接线示意图。

图2为本实施例自动接线控制装置的结构示意图。

图3为本实施例接线切换控制单元的结构示意图。

图4为本实施例开关驱动电路的结构示意图。

图5为本实施例开关状态检测电路的结构示意图。

图6为本实施例切换开关单元的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1至6对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

如图2所示，本实施例的自动接线控制装置包括接线端口单元、切换开关单元和接线切换控制单元。接线端口单元中每个接线端子和切换开关单元中每个切换开关对应连接，接线切换控制单元和切换开关单元电连接。

如图3所示，接线切换控制单元包括微处理器、开关驱动电路、开关状态检测电路、按键模块、显示器以及存储器。微处理器分别和开关驱动电路、开关状态检测电路、按键模块、显示器、存储器连接。其中本发明的微处理器采用单片机，微处理器集有通讯接口，微处理器通过通讯接口和外界通讯，本实施例的通讯接口采用RS485接口，技术员可以远程控制微处理器的动作，进而控制自动接线控制装置的项目检测切换状态。

微处理器产生驱动信号并输入开关驱动电路，开关驱动电路受驱动信号的驱动而使切换开关单元中对应切换开关产生断开或闭合动作。开关状态检测电路通过检测切换开关单元中切换开关的断开或闭合动作而形成一路信号，并将此一路信号输入微处理器以便微处理器分析和判断切换开关单元中切换开关的断开或闭合的状态。如图4所示，其中，本实施例开关驱动电路包括第一电阻R1、第一光电隔离器OPT1和继电器RELAY，第一光电隔离器OPT1的原边的一端和第一电阻R1连接，另一端和微处理器连接。第一光电隔离器OPT1的副边的一端和继电器RELAY连接，另一端接地。继电器RELAY具有两个常开触点，第一常开触点和切换开关单元连接。微处理器产生驱动信号，即为开关控制量，经过第一光电隔离器OPT1输入给继电器RELAY，继电器RELAY产生动作，继电器闭合第一常开触点K1A和K1B，从而驱动切换开关单元中切换开关产生断开或闭合动作。采用第一光电隔离器OPT1，其可以将强电和弱电分离，实现整机的工作稳定性。

如图5所示，开关状态检测电路包括第二电阻R2、第三电阻R3和第二光电隔离器OPT2，第二光电隔离器OPT2的原边的一端和第二常开触点的一端连接，第二常开触点的另一端和第二电阻连接，第二光电隔离器OPT2的原边的另一端接地；第二光电隔离器OPT2的副边的一端分别与第三电阻R3和微处理器连接，另一端接地。接线切换控制单元中切换开关产生动作的同时，其动作状态可以通过第二常开触点K2A和K2B被第二光电隔离器OPT2检测到，然后进入开关检测量端子，即进入微处理器进行处理。这样，微处理器可以及时检测开关的动作状态，发现开关分合存在的问题，防止出现接线错误。

如图2所示，接线端口单元包括电力线路接线端口组、异频电源接线端口组和测量主机接线端口组；所述异频电源接线端口组包括四个异频电源接线端口，电力线路接线端口组包括七个电力线路接线端口，测量主机接线端口组包括十个测量主机接线端口。

如图6所示，切换开关单元包括对应于四个异频电源接线端口的四条异频电源接线、七条电力线路接线和十条测量主机接线。其中，四条异频电源接线为(PA，PB，PC，PN)，七条电力线路接线为(LA1，LB1，LC1；LA2，LB2，LC2；LN)，十条测量主机接线为(Ma1，Mb1，Mc1；Ma2，Mb2，Mc2；Ma3，Mb3，Mc3；MN)。第一条异频电源接线PA、第二条异频电源接线PB和第三条异频电源接线PC中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线(Ma1，Mb1，Mc1；Ma2，Mb2，Mc2；Ma3，Mb3，Mc3)中每条线两两连接而形成第一阵列，每个结点均设置切换开关，第四异频电源接线PN和第十测量主机接线MN均接地。第一条电力线路接线至第六条电力线路接线(LA1，LB1，LC1；LA2，LB2，LC2)中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线(Ma1，Mb1，Mc1；Ma2，Mb2，Mc2；Ma3，Mb3，Mc3)中每条线两两连接而形成第二阵列，每个结点均设置切换开关，第七条电力线路接线LN接地。

测试人员在所有测试开始前一次性将对应于电力线路、异频电源和测量主机的接线端子一一对应地连接到自动接线控制装置的接线端子上，自动接线控制装置根据测试项目不同来自动更改内部开关状态和连线方式，从而自动适应每个测试项目，因此进行不同测试项目时就不再需要人工调整接线方式，也不需要人工逻辑判断每个测试项目与接线关系。

本实施例以正序阻抗测试接线为例子进一步说明自动接线控制装置。值得说明的是，可以结合图1来理解，但是图1所标注的符号和下面所述的标记符号不一致。测试正序阻抗时，会涉及到的设备有：自动接线控制装置、三相电力电源、异频电源和测量主机，其中，三相电力电源具有三相输出端，分别为A1、B1和C1。异频电源具有三个输出端A2、B2和C2。测量主机具有9个输出端。

如图6所示，测试实验开始前，将三相电力电源的A1、B1、C1相线分别相对应的接到自动接线控制装置的LA1、LB1、LC1端，将异频电源的A2、B2和C2的输出端分别相对应的接到自动接线控制装置的PA、PB、PC端，将测量主机的9个端子分别对应接到自动切换接线箱的Ma1、Mb1、Mc1、Ma2、Mb2、Mc2、Ma3、Mb3、Mc3端，而所有接地端LN、PN和MN连接在一起。

在完成上一个测试项目，需要切换到下一个测试项目接线时，即切换到正序阻抗测试接线。技术员可以通过通讯接口RS485向自动接线控制装置中的接线切换控制单元发出控制指令，接线切换控制单元收到指令后，具体地是微处理器收到指令后，首先分析正序阻抗测试对应的接线方式，然后通过微处理器对切换开关阵列中的每个开关分别进行操作控制。具体地，如图6所示。微处理器将切换开关单元中第二阵列的开关J1和J4进行闭合，将三相电力电源的A1相线连接到测量主机的Ma2和Ma3端子，微处理器将切换开关单元中第二阵列的开关J2和J5闭合，将三相电力电源的B1相线连接到测量主机的Mb2和Mb3端子，微处理器将切换开关单元中第二阵列的开关J3和J6闭合，将三相电力电源的C1相线连接到测量主机的Mc2和Mc3端子。微处理器将切换开关单元中第一阵列的开关J7闭合，将异频电源的A2相输出连接到测量主机的Ma1端子，微处理器将切换开关单元中第一阵列的开关J8闭合，将异频电源的B2相输出连接到测量主机的Mb1端子，微处理器将切换开关单元中第一阵列的开关J9闭合，将异频电源的C2相输出连接到测量主机的Mc1端子，从而实现所有接线。

接线完成后，接线切换控制单元通过开关状态检测电路对每个开关的状态进行检测，如果开关状态全部正确就可以继续进行测试。如果发现某些开关状态错误，例如，应该闭合的开关未闭合，或者不该闭合的开关闭合了，微处理器通过显示器发出报警信息，提醒测试人员进行处理。

综上所述，本发明通过采用微处理器控制切换开关的切换，将手工接线变为自动接线，大大降低了接线工作强度，提高接线效率。接线切换控制单元具备开关状态检测功能，其可以及时发现接线中的问题，防止接线错误。本发明通过通讯接口和外界通讯，技术员可远程控制自动接线控制装置，从而避免操作人员手工近距离接触高压设备，保证操作人员的人身安全。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，包括接线端口单元和切换开关单元，接线端口单元中每个接线端子和切换开关单元中每个切换开关对应连接；

其特征在于：还包括接线切换控制单元，接线切换控制单元和切换开关单元电连接；所述接线切换控制单元包括微处理器、开关驱动电路、开关状态检测电路、按键模块、显示器以及存储器；

所述微处理器产生驱动信号并输入开关驱动电路，开关驱动电路受驱动信号的驱动而使切换开关单元中对应切换开关产生断开或闭合动作；

所述开关状态检测电路通过检测切换开关单元中切换开关的断开或闭合动作而形成一路信号，并将此一路信号输入微处理器以便微处理器分析和判断切换开关单元中切换开关的断开或闭合的状态；

所述微处理器还分别和按键模块、显示器、存储器连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述开关驱动电路包括第一电阻、第一光电隔离器和继电器，第一光电隔离器的原边的一端和第一电阻连接，另一端和微处理器连接；第一光电隔离器的副边的一端和继电器连接，另一端接地；所述继电器具有两个常开触点，第一常开触点和切换开关单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述开关状态检测电路包括第二电阻、第三电阻和第二光电隔离器，第二光电隔离器的原边的一端和第二常开触点的一端连接，第二常开触点的另一端和第二电阻连接，第二光电隔离器的原边的另一端接地；第二光电隔离器的副边的一端分别与第三电阻和微处理器连接，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述接线端口单元包括电力线路接线端口组、异频电源接线端口组和测量主机接线端口组；所述异频电源接线端口组包括四个异频电源接线端口，电力线路接线端口组包括七个电力线路接线端口，测量主机接线端口组包括十个测量主机接线端口。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述切换开关单元包括对应于四个异频电源接线端口的四条异频电源接线、七条电力线路接线和十条测量主机接线；所述第一、第二和第三条异频电源接线中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线中每条线两两连接而形成第一阵列，每个结点均设置切换开关，第四异频电源接线和第十测量主机接线均接地；所述第一条电力线路接线至第六条电力线路接线中每条线和第一条测量主机接线至第九条测量主机接线中每条线两两连接而形成第二阵列，每个结点均设置切换开关，第七条电力线路接线接地。

6.根据权利要求1所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述微处理器集有通讯接口，微处理器通过通讯接口和外界通讯。

7.根据权利要求1所述的一种用于电力线路参数测试的自动接线控制装置，其特征在于：所述微处理器采用单片机。