220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統及其控制方法
2023-05-30 05:58:56
220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統及其控制方法，該系統包括一控制終端，其特徵在於：還包括一主控機，所述的主控機包括ARM，所述的ARM連接有用於與所述控制終端通信的無線模塊、觸屏顯示器、CPLD以及A/D轉換電路；所述的CPLD的輸出端連接有SPWM驅動模塊，所述SPWM驅動模塊的輸出端一次經變頻調壓輸出模塊與一勵磁變壓器連接，所述的勵磁變壓器連接有LC諧振電路，所述的LC諧振電路的輸出與所述A/D轉換電路的第一輸入端連接；所述變頻調壓輸出模塊的另一輸出端與所述A/D轉換電路的第二輸入端連接。本發明結構簡單，該硬體裝置能依靠現有的無線通訊協議，實現工作人員的遠程控制。
【專利說明】220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 當前的電纜耐壓試驗一般採用變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置，主要由變頻控制 電源、勵磁變、電抗器及電容分壓器組成。試驗時通過人為操作變頻控制電源的輸出進行試 驗，操作人員與試驗控制設備直接接觸，在被試品閃絡放電時產生擊穿過電壓有可能危及 操作人員的人身安全。因此，為了保證人身安全，研究基於現有的無線傳輸技術，開發試驗 無線控制系統，使得人機控制做到隔離保護是非常必要的。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，該硬體裝置能依 靠現有的無線通訊協議，實現工作人員的遠程控制。
[0004] 本發明採用以下方案實現：一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，包括一控 制終端，其特徵在於：還包括一主控機，所述的主控機包括ARM，所述的ARM連接有用於與所 述控制終端通信的無線模塊、觸屏顯示器、CPLD以及A/D轉換電路；所述的CPLD的輸出端 連接有SPWM驅動模塊，所述SPWM驅動模塊的輸出端一次經變頻調壓輸出模塊與一勵磁變 壓器連接，所述的勵磁變壓器連接有LC諧振電路，所述的LC諧振電路的輸出與所述A/D轉 換電路的第一輸入端連接；所述變頻調壓輸出模塊的另一輸出端與所述A/D轉換電路的第 二輸入端連接；所述的變頻調壓輸出模塊的輸入端連接到220V或380V交流電；還包括N個 與所述控制終端通信的高壓電抗器用溫度電流採集裝置，所述的高壓電抗器用溫度電流採 集裝置包括一安裝盒體，所述安裝盒體上具有一進線孔和出線孔，所述的安裝盒內設置有 一電路板，所述的電路板上設置有採樣電路，所述的採樣電路包括為該採樣供電的電源電 路、MCU以及與該MCU連接的無線發射模塊，所述MCU的第一 A/D接口連接有一電流互感器， 所述MCU的第二A/D接口連接有溫度傳感器；所述進線孔設置有用於接在所述高壓電抗器 接線端的導線，所述導線的另一端與設置於所述出線孔的接線柱連接；所述電流互感器套 設於所述的導線上，所述溫度傳感器用於採集所述導線的溫度。
[0005] 在本發明一實施例中，還包括用於將所述安裝盒體包裹的上蓋和下蓋，所述的下 蓋上開設有所述進線孔和出線孔，所述上蓋和下蓋均包括由內至外包括屏蔽層和外殼塑料 層；所述屏蔽層由鋁合金層和導磁層構成；所述下蓋的兩側壁上開設有柵形通風孔。
[0006] 在本發明一實施例中，所述下蓋的四周壁頂部開設有用於固定所述上蓋的螺絲 孔。
[0007] 在本發明一實施例中，所述的安裝盒體內設置有一電池放置槽，所述電池放置槽 旁側依次垂直並排設置有所述無線發射模塊的天線發射板和所述電路板。
[0008] 在本發明一實施例中，所述的溫度傳感器採用貼片式鉬電阻。
[0009] 在本發明一實施例中，所述的MCU還連接有通訊及故障指示燈。
[0010] 在本發明一實施例中，所述的MCU還連接有按鍵電路。
[0011] 本發明的另一目的是提供一種上述220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統的控制 方法，該方法包括步驟SOl :在所述的控制終端設置串聯諧振耐壓控制軟體，該軟體包括升 壓配置管理單元、測量試驗操作控制單元、試驗信息顯示管理單元、歷史試驗數據管理單元 以及通信接口單元；所述的升壓配置管理單元用於用戶對升壓配置進行設定；所述的試驗 信息顯示管理單元是用於用戶調取指定信息進行顯示；所述的歷史試驗數據管理單元用於 歷史試驗數據的存儲及調用；所述通信接口單元是將形成的控制指令通過無線通信協議發 送給所述的主控機； 步驟S02 :用戶調取歷史試驗數據進行查閱，同時根據歷史試驗數據設置升壓配置信 息； 步驟S03 :啟動試驗操作控制，則所述的通信接口單元根據升壓配置信息發送無線指 令到主控機進行控制。
[0012] 在發明一實施例中，還包括高壓電抗器用溫度電流採集裝置的設置方法： 步驟S91 :將所述導線一端的插頭接入所述高壓電抗器的接線端； 步驟S92 :將一鋰電池安裝到所述的電池槽內； 步驟S93 :將上蓋和下蓋蓋住所述的安裝盒體，並用螺絲固定； 步驟S94 :將固定好的裝置固定於所述的高壓電抗器的上表面。
[0013] 本發明硬體結構簡單，具備以下優點： 1、能實現採用移動終端(平板電腦）上位機進行智能控制的系統，隔離了試驗人員與操 作裝置之間的接觸，防止試品在耐壓擊穿時產生的反激電壓，對人身引起的傷害及安全事 故。
[0014] 2、操作主機平臺控制器與外聯無線電上位機都可以控制試驗目的，採用歐姆龍的 無線電傳輸器作為無線傳輸網，把幾路或幾十路採集信號進行信號分配輸送。達到人機界 面友好，能在強電場和強磁場的環境下可靠工作。
[0015] 3、上位機在升壓階段能在設定的時間間隔內存儲電壓與電流和電抗器溫升之間 的比例關係，並制表格和曲線圖等。增加設定值外進行報警提示等保護功能。
[0016] 4、能對勵磁變壓器、電抗器的溫度以及每個單體的電流採集並無線傳輸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明裝置實施例主控機電路原理框圖。
[0018] 圖2是本發明裝置實施例系統架構示意圖。
[0019] 圖3是調頻式串聯諧振試驗原理接線示意圖。
[0020] 圖4是本發明實施例結構示意圖。
[0021] 圖5是本發明實施例下蓋示意圖。
[0022] 圖6是圖5的A-A剖視示意圖。
[0023] 圖7是本發明實施例上蓋示意圖。
[0024] 圖8是本發明電路結構原理示意圖。
[0025] 圖9是本發明控制終端軟體框架示意圖。
[0026] 圖10是本發明用戶設置流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。
[0028] 如圖1和圖2所示，本實施例提供一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，包括 一控制終端，其還包括一主控機，所述的主控機包括ARM，所述的ARM連接有用於與所述控 制終端通信的無線模塊、觸屏顯示器、CPLD以及A/D轉換電路；所述的CPLD的輸出端連接 有SPWM驅動模塊，所述SPWM驅動模塊的輸出端一次經變頻調壓輸出模塊與一勵磁變壓器 連接，所述的勵磁變壓器連接有LC諧振電路，所述的LC諧振電路的輸出與所述A/D轉換電 路的第一輸入端連接；所述變頻調壓輸出模塊的另一輸出端與所述A/D轉換電路的第二輸 入端連接；所述的變頻調壓輸出模塊的輸入端連接到220V或380V交流電。本發明通過控 制終端，利用現有的無線通訊協議，實現用戶對220kV長電纜耐壓試驗的無線控制，防止試 品在耐壓擊穿時產生的反激電壓，對人身引起的傷害及安全事故。
[0029] 請參見圖3,圖3是調頻式串聯諧振高壓試驗設備的工作原理接線示意圖。交流 220V/50HZ或380V/50HZ電源，經變頻器輸出20?300Hz頻率可調的電壓，送入勵磁變壓 器，升壓至0?33000V，經諧振電抗器L (可以是串並組合的電抗器）和被試電纜Cx，構成 高壓主諧電路，電容分壓器是純電容式的，用來測量試驗電壓。
[0030] 先由變頻器經勵磁變壓器T向主諧振電路送入一個較低的電壓Ue，調節變頻器的 輸出頻率，當頻率滿足條佴
【權利要求】
1. 一種220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，包括一控制終端，其特徵在於：還包括一 主控機，所述的主控機包括ARM，所述的ARM連接有用於與所述控制終端通信的無線模塊、 觸屏顯示器、CPLD以及A/D轉換電路；所述的CPLD的輸出端連接有SPWM驅動模塊，所述 SPWM驅動模塊的輸出端一次經變頻調壓輸出模塊與一勵磁變壓器連接，所述的勵磁變壓器 連接有LC諧振電路，所述的LC諧振電路的輸出與所述A/D轉換電路的第一輸入端連接；所 述變頻調壓輸出模塊的另一輸出端與所述A/D轉換電路的第二輸入端連接；所述的變頻調 壓輸出模塊的輸入端連接到220V或380V交流電；還包括N個與所述控制終端通信的高壓 電抗器用溫度電流採集裝置，所述的高壓電抗器用溫度電流採集裝置包括一安裝盒體，所 述安裝盒體上具有一進線孔和出線孔，所述的安裝盒內設置有一電路板，所述的電路板上 設置有採樣電路，所述的採樣電路包括為該採樣供電的電源電路、MCU以及與該MCU連接的 無線發射模塊，所述MCU的第一 A/D接口連接有一電流互感器，所述MCU的第二A/D接口連 接有溫度傳感器；所述進線孔設置有用於接在所述高壓電抗器接線端的導線，所述導線的 另一端與設置於所述出線孔的接線柱連接；所述電流互感器套設於所述的導線上，所述溫 度傳感器用於採集所述導線的溫度。
2. 根據權利要求1所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，其特徵在於：還包括 用於將所述安裝盒體包裹的上蓋和下蓋，所述的下蓋上開設有所述進線孔和出線孔，所述 上蓋和下蓋均包括由內至外包括屏蔽層和外殼塑料層；所述屏蔽層由鋁合金層和導磁層構 成；所述下蓋的兩側壁上開設有柵形通風孔。
3. 根據權利要求2所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，其特徵在於：所述下 蓋的四周壁頂部開設有用於固定所述上蓋的螺絲孔。
4. 根據權利要求1所述的高壓電抗器用溫度電流採集裝置，其特徵在於：所述的安裝 盒體內設置有一電池放置槽，所述電池放置槽旁側依次垂直並排設置有所述無線發射模塊 的天線發射板和所述電路板。
5. 根據權利要求1所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，其特徵在於：所述的 溫度傳感器採用貼片式鉬電阻。
6. 根據權利要求1所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，其特徵在於：所述的 MCU還連接有通訊及故障指示燈。
7. 根據權利要求1所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統，其特徵在於：所述的 MCU還連接有按鍵電路。
8. -種如權利要求3所述的220kV長電纜耐壓試驗無線控制系統的控制方法，其特徵 在於包括： 步驟SOI :在所述的控制終端設置串聯諧振耐壓控制軟體，該軟體包括升壓配置管理 單元、測量試驗操作控制單元、試驗信息顯示管理單元、歷史試驗數據管理單元以及通信接 口單元；所述的升壓配置管理單元用於用戶對升壓配置進行設定；所述的試驗信息顯示管 理單元是用於用戶調取指定信息進行顯示；所述的歷史試驗數據管理單元用於歷史試驗數 據的存儲及調用；所述通信接口單元是將形成的控制指令通過無線通信協議發送給所述的 主控機； 步驟S02 :用戶調取歷史試驗數據進行查閱，同時根據歷史試驗數據設置升壓配置信 息； 步驟S03 :啟動試驗操作控制，則所述的通信接口單元根據升壓配置信息發送無線指 令到主控機進行控制。
9.根據權利要求8所述的控制方法，其特徵在於：還包括高壓電抗器用溫度電流採集 裝置的設置方法： 步驟S91 :將所述導線一端的插頭接入所述高壓電抗器的接線端； 步驟S92 :將一鋰電池安裝到所述的電池槽內； 步驟S93 :將上蓋和下蓋蓋住所述的安裝盒體，並用螺絲固定； 步驟S94 :將固定好的裝置固定於所述的高壓電抗器的上表面。
【文檔編號】G01R31/12GK104459496SQ201410792312
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】陳章山, 王濤, 黃恆, 葉建祥, 錢星榕, 徐金寶, 方桂芳, 鄭燕敏 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 福建省送變電工程有限公司