專利名稱：主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)溫控儀校驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)部分溫控儀廠家和高校做過相關(guān)方面的研究。發(fā)明人通過四川省科學技術(shù)信息研究所檢索并出具的查新報告了解到，《儀表技術(shù)與傳感器》2002年第01期雜志公開了名為“一種實用視覺識別的儀表自動檢定系統(tǒng)”，一篇文章，作者嚴義。該系統(tǒng)是基于圖像處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)的溫控儀表自動檢定系統(tǒng)。華東理工大學楊長春老師發(fā)表過
名為《采用LonWorks網(wǎng)絡(luò)的溫控儀自動校驗系統(tǒng)》的文章，Lonfforks是一種P2P的對等網(wǎng)絡(luò)，可以同時校驗多臺溫控儀。但溫控儀自動校驗系統(tǒng)的重點應該是如何優(yōu)化校驗方法和過程，保證數(shù)據(jù)采集的精度和可靠，至于數(shù)據(jù)的傳遞是個次要問題。同時該系統(tǒng)具有一定局限性，尚未實現(xiàn)真正的溫控儀校驗過程智能化，第一，沒有實現(xiàn)遠程控制，操作平臺仍在檢驗間，試驗人員仍無法改善工作環(huán)境，不能避免有害氣體的吸入；第二，系統(tǒng)沒有管理模塊，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動記錄，無法自動生成溫控儀的原始記錄。發(fā)明人以變壓器油溫及繞組溫控儀的數(shù)字化、一體化、智能化檢定為目標，開發(fā)并實現(xiàn)傳統(tǒng)溫控儀檢定技術(shù)與現(xiàn)代自動控制理論相結(jié)合的智能檢定平臺，規(guī)范檢定流程，提高檢定質(zhì)量和效率、可在全國電網(wǎng)系統(tǒng)及溫控儀生產(chǎn)廠家中進行推廣應用。

實用新型內(nèi)容本新型目的是提供一種主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，提高溫控儀檢定的技術(shù)水平和檢測效率；解決當前檢定過程效率低下，人員勞動強度大，油槽中揮發(fā)出來的有害物質(zhì)對人體健康危害極大等問題；實現(xiàn)從入網(wǎng)非電量技術(shù)監(jiān)督工作的檢定中及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，主動維護的技術(shù)跨越。通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)了本新型之目的一種主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，包括工控主機、數(shù)據(jù)采集頭、標準溫度槽、被測溫控儀；所述工控主機通過USB接口擴展成至少4個RS232接口與至少4個標準溫度槽相連接，所述工控主機通過檢測通道CHl、CH2、CH3、CH4可與四個數(shù)據(jù)采集頭相連；所述數(shù)據(jù)采集頭一端通過RS232接口與工控主機相連接，另一端與被測溫控儀連接；被測溫控儀的傳感器插入標準溫度槽中；所述工控主機、數(shù)據(jù)采集頭、標準溫度槽、被測溫控構(gòu)成完整的檢定回路，可同時校驗四臺溫控儀。進一步地，所述工控主機內(nèi)設(shè)置有為數(shù)據(jù)采集頭提供+5V工作電壓，給被測溫控儀提供維持其正常工作的+24V電壓，同時使用瞬變抑制二極管P6KE30CA保護4個RS232通訊接口的電源板，其電源板分別與數(shù)據(jù)采集頭的電路連接。進一步地，所述工控主機內(nèi)設(shè)置有與后臺計算機建立點對點的無線數(shù)據(jù)連接的無線模塊。進一步地，所述數(shù)據(jù)采集頭主要由AD采樣電路、數(shù)據(jù)處理電路、電源電路構(gòu)成。[0008]主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)是基于工控主機并附加專設(shè)外部設(shè)備而構(gòu)成的溫控儀自動校驗系統(tǒng)，是用于對溫控儀進行自動檢定的裝置，具備4個獨立運行的檢測通道，可以同時獨立檢測4臺溫控儀。工控主機為便攜式，方便戶外使用，同時結(jié)構(gòu)強度好，防護等級高。主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)可以為溫控儀提供24V工作電源，不需要外接電源。測量精度高，該系統(tǒng)模擬量采集精度為O. 2級，開關(guān)信號響應速度快。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的有益效果是I、將溫控儀、油溫槽、遠傳數(shù)據(jù)讀取、接點整定數(shù)據(jù)記錄等多個過程進行自動化的控制和統(tǒng)一，首次實現(xiàn)溫控儀校驗的智能檢定。2、能給出校驗溫控儀的溫度升降曲線，通過曲線圖可以觀察到整個溫度范圍溫控儀的動態(tài)特性，這是當前檢定手段所不能實現(xiàn)的。根據(jù)溫控儀的動態(tài)特性可以科學設(shè)置標準溫度槽的保溫時間。3、具備數(shù)據(jù)無線傳輸功能，方便溫控儀現(xiàn)場預試維護使用，解決了變電站分室內(nèi)變電站和室外變電站，從主控室到主變存在的布線問題。4、首次實現(xiàn)接點上切換值和下切換值的自動記錄，著重對接點動作誤差限、接點切換差、故障報警、風機啟停、高溫報警、高溫跳閘等進行測試和監(jiān)控，并做出正常與否的判斷。

圖I是本新型智能檢定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖示意圖。圖2是本新型智能檢定系統(tǒng)實施例示意圖。圖3a、圖3b、圖3c、圖3d、圖3-1和圖3_2分別是本新型所述工控主機電源模塊部分電路示意圖。圖4、4-1、4_2是本新型所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊電路圖示意圖。圖5是本新型所述數(shù)據(jù)采集頭電路圖示意圖。
具體實施方式
參見圖1，圖2可知，本新型包括工控主機I、數(shù)據(jù)采集頭2、標準溫度槽3、被測溫控儀4。工控主機I是使用開放式儀器平臺的專用開發(fā)平臺。外部設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集頭2，標準溫度槽3采用美國標準溫度槽FLUKE9171。所述工控主機通過檢測通道CH1、CH2、CH3、CH4可與四個數(shù)據(jù)采集頭相連；每個檢測通道由一個數(shù)據(jù)采集頭2，一臺標準溫度槽3和一臺被檢測的溫控儀4構(gòu)成完整的回路，可同時校驗四臺溫控儀。所述數(shù)據(jù)采集頭2 —端通過RS232接口與工控主機I相連接，另一端與被測溫控儀4連接；被測溫控儀4的傳感器4_1插入標準溫度槽3中。工控主機I通過USB接口擴展成至少4個RS232接口與至少4個標準溫度槽3相連接，工控主機I通過4個接口分別向4個通道的標準溫度槽FLUKE9171發(fā)送控制命令，4臺標準溫度槽FLUKE9171也通過這4個RS232接口分別向工控主機I發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。工控主機I內(nèi)設(shè)置有為數(shù)據(jù)采集頭2提供+5V工作電壓，給被測溫控儀4提供維持其正常工作的+24V電壓，利用瞬變抑制二極管P6KE30CA保護4個RS232通訊接口的電源板，其電源板分別與數(shù)據(jù)采集頭2的電路連接。[0021]參見圖3a、圖3b、圖3c、圖3d、圖3-1和圖3_2，電源板在系統(tǒng)中的作用是為數(shù)據(jù)采集頭2提供+5V的工作電壓，并且給溫控儀提供維持其正常工作的+24V電壓。同時使用瞬變抑制二極管P6KE30CA保護4個RS232通訊接口。系統(tǒng)中的工控主機I通過這四個RS232串口與數(shù)據(jù)采集頭2通訊來建立數(shù)據(jù)連接。開關(guān)電源的+12V電壓通過線性穩(wěn)壓集成電路7805穩(wěn)壓后，輸出+5V的數(shù)據(jù)采集頭2工作電壓。這里采用7805穩(wěn)壓提供+5V的原因是避免某一通道數(shù)據(jù)采集頭電源或者連接電纜發(fā)生故障時影響其它通道。溫控儀的+24V工作電壓是通過獨立的變壓器將220V交流電降壓后整流成約34V的直流電，并通過線性穩(wěn)壓集成電路7824穩(wěn)壓到+24V輸出。參見圖4、圖4-1、圖4-2，所述工控主機I內(nèi)設(shè)置有與后臺計算機建立點對點的無線數(shù)據(jù)連接的無線模塊即工控主機內(nèi)I置無線模塊板，其上面安裝了一塊杭州威步科技的UTC4432無線透傳模塊，用來和后臺計算機建立點對點的無線數(shù)據(jù)連接來傳遞被測溫控儀校驗數(shù)據(jù)。從圖4可知，WB4432的接口是TTL電平的串行接口，因此在無線模塊板上使用一片SP232電平轉(zhuǎn)換芯片來匹配它與工控主機I的RS232接口。 參見圖5可知，數(shù)據(jù)采集頭2主要由AD采樣電路、數(shù)據(jù)處理電路、電源電路構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集頭2的AD采樣電路與數(shù)據(jù)處理電路連接，AD采樣電路通過SPI發(fā)射總線與數(shù)據(jù)處理電路連接，電源電路通過SP232芯片與數(shù)據(jù)處理電路連接，電源電路為所述數(shù)據(jù)采集頭2提供電源。主要采用工業(yè)級51類單片機STC12A5C60與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7705構(gòu)成；采用AnalogDevices公司生產(chǎn)的AD7705，是一片2通道16位Σ-Λ型A/D轉(zhuǎn)換芯片。它通過SPI總線與單片機STC12A5C60連接。A/D轉(zhuǎn)換芯片輸入端設(shè)計了一個T型濾波器，用以濾出輸入信號中的高頻信號。輸入可以有兩種方式電流或電阻輸入。通過跳線JP1，JP2，JP3來選擇。當測量電阻輸入時需要一個測量激勵電流，因此設(shè)計了一個由AD8276和AD8603，AD780構(gòu)成的恒流源，這個恒流源輸出一個2. 5mA的恒定電流。AD780同時給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7705和恒流源電路提供+2. 5V基準點壓。數(shù)據(jù)采集頭2可以采集6路干結(jié)點開關(guān)量輸入。在數(shù)據(jù)采集器輸出端子上加有+24V輔助電壓，而單片機的工作電壓是5V，所以單片機I/O引腳不能直接連接開關(guān)量輸入。本系統(tǒng)設(shè)計了一個電平隔離和濾波電路來實現(xiàn)電平隔離和消除開關(guān)結(jié)點閉合或斷開瞬間的跳動。圖中以DIN5這一路為例，D3隔離電平，R9，C9構(gòu)成濾波電路。為數(shù)據(jù)采集頭2提供電源的電路中，JDQ1，JDQ2兩個繼電器用以接通或者斷開測量輸入信號和溫控儀4工作電壓。防止在接線的時候損壞數(shù)據(jù)采集頭2或者溫控儀4。SP232電平轉(zhuǎn)換芯片將單片機串口的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232標準的電平。這個串口是數(shù)據(jù)采集頭2的固件下載接口，也是與主機通訊的接口。兩個瞬變抑制二極管SMAJ30CA用來保護串口。三個發(fā)光二極管用來分別顯示數(shù)據(jù)采集狀態(tài)和通訊口的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)。本新型工作過程實施例所述數(shù)據(jù)采集頭2通過RS232接口與工控主機I相連接，另一端與被測溫控儀4連接；被測溫控儀4的傳感器4-1插入標準溫度槽3中。數(shù)據(jù)采集頭2以9600的固定波特率每O. 5秒向工控主機I發(fā)送一次采集到的溫控儀4數(shù)據(jù)；當溫控儀4的開關(guān)接點動作時，數(shù)據(jù)采集頭2會立即發(fā)送一條數(shù)據(jù)給工控主機1，工控主機I可以立即記錄下開關(guān)接點的動作溫度。數(shù)據(jù)采集頭2 —方面提供給溫控儀4運行需要的24V的偏置電源，同時對被測溫控儀4的毫安遠傳輸出信號進行采集，將采集后的信號轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)值通過標準101規(guī)約發(fā)送給工控主機I。數(shù)據(jù)采集頭2同時接入被測溫控儀4開關(guān)接點回路，將開關(guān)動作的動作值、返回值、開關(guān)變位情況通過通訊送到工控主機I的主處理模塊對上面的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的處理。工控主機I內(nèi)置的無線模塊的無線通訊作用范圍在開闊地方可以到達2000米。該無線數(shù)傳電臺工作頻率為433MHz，已經(jīng)屬于射頻的范圍，因此傳輸距離會受到實際使用環(huán)境的影響，但在鋼筋混凝土建筑室 內(nèi)應用仍然可以保證50米范圍內(nèi)可靠傳輸。
權(quán)利要求1.一種主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，其特征在于，包括工控主機(I)、數(shù)據(jù)采集頭(2 )、標準溫度槽(3 )、被測溫控儀(4 );所述工控主機(I)通過USB接口擴展成至少4個RS232接口與至少4個標準溫度槽(3)相連接，所述工控主機(I)通過檢測通道CHl、CH2、CH3、CH4可與四個數(shù)據(jù)采集頭(2)相連；所述數(shù)據(jù)采集頭(2) —端通過RS232接口與工控主機(I)相連接，另一端與被測溫控儀(4)連接；被測溫控儀(4)的傳感器(4-1)插入標準溫度槽(3 )中；所述工控主機(I)、數(shù)據(jù)采集頭(2 )、標準溫度槽(3 )、被測溫控儀(4 )構(gòu)成完整的檢定回路，可同時校驗四臺溫控儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述工控主機(I)內(nèi)設(shè)置有為數(shù)據(jù)采集頭(2 )提供+5V工作電壓，給被測溫控儀(4 )提供維持其正常工作的+24V電壓，同時使用瞬變抑制二極管P6KE30CA保護4個RS232通訊接口的電源板，其電源板分別與數(shù)據(jù)采集頭(2)的電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述工控主機(I)內(nèi)設(shè)置有與后臺計算機建立點對點的無線數(shù)據(jù)連接的無線模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集頭(2 )主要由AD采樣電路、數(shù)據(jù)處理電路、電源電路構(gòu)成,AD采樣電路通過SPI總線與數(shù)據(jù)處理電路連接，電源電路通過SP232芯片與數(shù)據(jù)處理電路連接，電源電路為所述數(shù)據(jù)采集頭(2)提供電源。
專利摘要一種主變油溫及繞組溫控儀智能檢定系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)溫控儀校驗技術(shù)領(lǐng)域。包括工控主機、數(shù)據(jù)采集頭、標準溫度槽、被測溫控儀；工控主機通過USB接口擴展成至少4個RS232接口與至少4個標準溫度槽相連接，數(shù)據(jù)采集頭一端通過RS232接口與工控主機相連接，另一端與被測溫控儀連接；被測溫控儀的傳感器插入標準溫度槽中；工控主機內(nèi)置有小功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，能將現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)實時的發(fā)送給后臺監(jiān)控系統(tǒng)；具備4個獨立運行的檢測通道，可以同時檢測4臺溫控儀。實現(xiàn)溫控儀校驗的智能檢定，提高了溫控儀檢定的技術(shù)水平和檢測效率。
文檔編號G05B23/02GK202649813SQ20122019075
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉翔宇, 嚴勇, 張華強, 劉玉龍, 劉彥琴 申請人:成都電業(yè)局