一种模拟故障相位控制装置
阅读说明：本技术 一种模拟故障相位控制装置 (Phase control device for simulating fault ) 是由 林永清 于 2019-03-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电力动态模拟系统技术领域,且公开了一种模拟故障相位控制装置,包括装置机体和固定设置在装置机体内部的处理器,处理器的内部固定设有主板,主板的上端固定设有捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块,捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块均通过导线与主板电性连接,处理器的外部设有信号整形模块。该模拟故障相位控制装置,装置模拟故障时,既可以模拟单次故障,也可以模拟周期性故障,并且在模拟周期性故障时,故障相位可以固定不变,也可以按设定参数,使合闸角度有规律的递增或递减,形成周期性故障,便于人们使用。(The invention relates to the technical field of electric power dynamic simulation systems, and discloses a simulated fault phase control device which comprises a device body and a processor fixedly arranged in the device body, wherein a mainboard is fixedly arranged in the processor, a capture module, a timing counter, an inner core, an IO module, an AD acquisition module, a controller, an SPI module and a UART module are fixedly arranged at the upper end of the mainboard, the capture module, the timing counter, the inner core, the IO module, the AD acquisition module, the controller, the SPI module and the UART module are electrically connected with the mainboard through wires, and a signal shaping module is arranged outside the processor. The phase control device for simulating the fault can simulate single fault and periodic fault when simulating the fault, and the fault phase can be fixed and unchanged when simulating the periodic fault, and the closing angle can be regularly increased or decreased according to set parameters to form the periodic fault, so that the phase control device is convenient for people to use.)
技术领域
本发明涉及电力动态模拟系统技术领域，具体为一种模拟故障相位控制装置。
背景技术
随着用电信息采集系统建设的逐日推进和全面开展，现场采集终端及表计的类型和数量也不断增加，在施工和运行维护中会出现大量的不同现象的问题和故障需要快速准确的解决。
电流线在不同的相位下发生故障都会对用电信息采集系统造成故障，电流线的故障有三相电流逆相序、三相电流反A、B、C相、三相电流短路、A相电流短路、B相电流短路、C相电流短路、A相电流开路、B相电流开路、C相电流开路，目前模拟故障相位控制装置中，对电流线的接错产生的故障模拟的方式比较单一，无法对电流线故障进行不同相位的全面模拟，不能满足从业人员的需要，因此提出一种模拟故障相位控制装置。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种模拟故障相位控制装置，具备既可以模拟单次故障，也可以模拟周期性故障等多种模拟障碍的优点，解决了现在市面上的模拟故障相位控制装置模拟方式单一，不能满足从业人员的需要的问题。
(二)技术方案
为实现上述既可以模拟单次故障，也可以模拟周期性故障的目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟故障相位控制装置，包括装置机体和固定设置在装置机体内部的处理器，所述处理器的内部固定设有主板，所述主板的上端固定设有捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块，所述捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块均通过导线与主板电性连接，所述处理器的外部设有信号整形模块，所述信号整形模块的输出端通过导线与捕获模块的输入端电性连接，所述信号整形模块的输入端通过导线电性连接有信号调理模块，所述信号调理模块的输入端通过导线电性连接有低通滤波器，所述信号调理模块的输出端还通过导线与AD采集模块电性连接，所述处理器的外部还设有第一光电隔离开关和第二光电隔离开关，所述第一光电隔离开关的输出端通过导线与IO模块的输入端电性连接，所述第一光电隔离开关的输入端通过导线电性连接有外部触发开关，所述第二光电隔离开关的输入端通过导线与IO模块的输出端电性连接，所述光电隔离开关的输出端通过导线电性连接有电子开关，所述电子开关的输出端通过导线电性连接有故障模拟开关，所述处理器的外部还设有串行Flash模块和外部通信接口，所述串行Flash模块通过导线与SPI模块电性连接，所述外部接口模块通过导线与UART模块电性连接。
优选的，所述低通滤波器的输入端电性连接有两路合闸参考电压，所述装置机体的表面固定设有第一输入面板和第二输入面板，所述第一输入面板和第二输入面板分别与两路合闸参考电压电性连接。
优选的，所述装置机体的表面固定设有显示终端，所述显示终端的输入端通过导线与UART模块的输出端电性连接。
优选的，所述装置机体的表面固定设有启动按钮和停止按钮，所述启动按钮和停止按钮均与低通滤波器的输入端电性连接。
优选的，所述装置机体的侧壁固定设有RS通信接口和以太网通信接口，所述RS485通信接口和以太网通信接口均支持Modbus、101或104规约。
优选的，所述装置机体的模拟动作相位θ范围为0～360°，所述装置机体的出口脉宽tm设定范围为5～5000ms。
优选的，所述装置机体的外部固定设有多个开关出口，其中1～4所述开关出口为大功率电力联动无触点输出接口。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种模拟故障相位控制装置，具备以下
有益效果：
1、该模拟故障相位控制装置，通过设有的两路无穷大电源抽取电压作为参考模拟量，经过低通滤波器后，对信号进行放大及阻抗匹配等调理措施，分别接入到测频回路和AD采集回路，测频回路的信号还需要经过饱和放大及信号整形，形成周期方波，送到捕获模块测频及过零检测，CPU启动及高精度定时器，定时触发AD转换，AD转换标志关联DMA模块，实现AD自动定时采集，AD采集的数据除了用于电压幅值计算外，还进行软件计算过零点及信号周期，用于和硬件测频相比对，消除硬件测频及过零检测的固有误差，CPU实时采集信号周期及频率，在检测到外部启动信号后，在信号过零时刻启动相位计时，达到设定相位后，按照设定的出口逻辑及时延，启动多个故障模拟开关，完成故障模拟实验。
附图说明
图1为本发明提出的一种模拟故障相位控制装置结构示意图；
图2为本发明提出的一种模拟故障相位控制装置中处理器的电性连接示意图；
图3为本发明提出的一种模拟故障相位控制装置的流程架构图。
图中：1装置机体、2第一输入面板、3第二输入面板、4显示终端、5启动按钮、6停止按钮、7 RS485通信接口、8以太网通信接口、9大功率电力电子联动无触点输出接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种模拟故障相位控制装置，包括装置机体1和固定设置在装置机体1内部的处理器，处理器的内部固定设有主板，主板的上端固定设有捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块，捕获模块、定时计数器、内核、IO模块、AD采集模块、控制器、SPI模块及UART模块均通过导线与主板电性连接，处理器的外部设有信号整形模块，信号整形模块的输出端通过导线与捕获模块的输入端电性连接，信号整形模块的输入端通过导线电性连接有信号调理模块，信号调理模块的输入端通过导线电性连接有低通滤波器，信号调理模块的输出端还通过导线与AD采集模块电性连接，处理器的外部还设有第一光电隔离开关和第二光电隔离开关，第一光电隔离开关的输出端通过导线与IO模块的输入端电性连接，第一光电隔离开关的输入端通过导线电性连接有外部触发开关，第二光电隔离开关的输入端通过导线与IO模块的输出端电性连接，光电隔离开关的输出端通过导线电性连接有电子开关，电子开关的输出端通过导线电性连接有故障模拟开关，处理器的外部还设有串行Flash模块和外部通信接口，串行Flash模块通过导线与SPI模块电性连接，外部接口模块通过导线与UART模块电性连接。
低通滤波器的输入端电性连接有两路合闸参考电压，可根据实际现场需要，通过参数配置，选择其中一路作为参考源，装置机体1的表面固定设有第一输入面板2和第二输入面板3，第一输入面板2和第二输入面板3分别与两路合闸参考电压电性连接，通过第一输入面板2和第二输入面板3均可实现对装置进行操作，从而进行启动和停止故障模拟。
装置机体1的表面固定设有显示终端4，显示终端4的输入端通过导线与UART模块的输出端电性连接，能够显示实时参数和工作状态，用户可以通过显示接口来配置工作方式和实验参数。
装置机体1的表面固定设有启动按钮5和停止按钮6，启动按钮5和停止按钮6均与低通滤波器的输入端电性连接，按启动按键后，装置开始按照设定的单步模式或循环模式开始工作。如果按下停止按键，装置收到停止命令，将立即进行复归，结束有逻辑判断。
装置机体1的侧壁固定设有RS485通信接口7和以太网通信接口8，RS485通信接口7和以太网通信接口8均支持Modbus、101或104规约，可以实现远程控制装置启动和停止。
装置机体1的模拟动作相位θ范围为0～360°，可以依据实验要求设定，装置机体1的出口脉宽tm设定范围为5～5000ms，可以设定每个出口的闭合时间。
装置机体1的外部固定设有多个开关出口，其中1～4开关出口为大功率电力联动无触点输出接口9，保证了开关出口的瞬时性。
综上所述，该模拟故障相位控制装置，使用时，通过设有的两路无穷大电源抽取电压作为参考模拟量，经过低通滤波器后，对信号进行放大及阻抗匹配等调理措施，分别接入到测频回路和AD采集回路，测频回路的信号还需要经过饱和放大及信号整形，形成周期方波，送到捕获模块测频及过零检测，CPU启动及高精度定时器，定时触发AD转换，AD转换标志关联DMA模块，实现AD自动定时采集，AD采集的数据除了用于电压幅值计算外，还进行软件计算过零点及信号周期，用于和硬件测频相比对，消除硬件测频及过零检测的固有误差，CPU实时采集信号周期及频率，在检测到外部启动信号后，在信号过零时刻启动相位计时，达到设定相位后，按照设定的出口逻辑及时延，启动多个故障模拟开关，完成故障模拟实验。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。