本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及二次驗(yàn)電和核相技術(shù)，尤其是一種采用A/D的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的驗(yàn)電是指對(duì)電氣設(shè)備是否帶有運(yùn)行電壓的一個(gè)判斷。，帶電顯示器是一種直接安裝在室內(nèi)電氣設(shè)備上，直觀顯示出電氣設(shè)備是否帶有運(yùn)行電壓的提示性安全驗(yàn)電裝置。當(dāng)設(shè)備帶有運(yùn)行電壓時(shí)，該顯示器顯示窗發(fā)出閃光，警示人們高壓設(shè)備帶電，無電時(shí)則不發(fā)光。
而核相是針對(duì)兩路電源而言的。兩路電源需要向同一個(gè)用電設(shè)備供電，投入時(shí)，要在并列點(diǎn)進(jìn)行核相。相位或相序不同的交流電源并列或合環(huán)，將產(chǎn)生很大的電流，巨大的電流會(huì)造成電氣設(shè)備的損壞。因此對(duì)于新投產(chǎn)的站用變壓器，新投產(chǎn)的線路或更改后的線路，在第二路電源投人時(shí)，一定要與第一路電源進(jìn)行核對(duì)鑒定其相位是否正確后方能并入系統(tǒng)。
為了方便現(xiàn)場(chǎng)核相，很多帶電顯示器兼具核相功能，提供電壓A、B、C插孔，當(dāng)需要進(jìn)行合環(huán)操作時(shí)，可以通過核相器(核相筆)接入兩個(gè)帶電顯示器的同相插孔進(jìn)行人工核相。
但現(xiàn)有的傳統(tǒng)帶電顯示器仍存在以下幾點(diǎn)不足：
(1)驗(yàn)電的門檻值要參考傳感器的輸出和指示燈的參數(shù)，不可靈活的調(diào)節(jié)，不通用；
(2)電壓采集端少，核相時(shí)需要安裝兩個(gè)帶電顯示器，且核相時(shí)需要通過核相器來判斷；
(3)核相器是利用壓差來點(diǎn)亮指示燈判斷核相結(jié)果，和驗(yàn)電思想一樣，且核相器不可長(zhǎng)期在線；
(4)核相需要人工繁瑣操作，且核相結(jié)果需要現(xiàn)場(chǎng)人員通知遠(yuǎn)方，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、方便實(shí)用的采用A/D的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種采用A/D的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置，包括外殼及其內(nèi)部的控制電路，所述控制電路包括指示燈模塊、以太網(wǎng)模塊，開出模塊、CPU模塊、偏置電路模塊、降壓電路模塊、電壓互感器模塊、低通濾波模塊和開關(guān)電源模塊；
所述電壓互感器模塊的輸入端與兩路三相交流電相連接，該電壓互感器模塊的輸出端與所述低通濾波模塊的輸入端相連接，將兩路三相交流電電壓變換后輸出至所述低通濾波模塊；
所述低通濾波模塊的輸出端與所述偏置電路模塊的輸入端相連接，該偏置電路模塊的輸出端與所述CPU模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口相連接；
所述開關(guān)電源模塊外接交流或直流220V電源，其輸出端分別與所述低通濾波模塊、偏置電路模塊和開出模塊相連接并為其供電；該開關(guān)電源模塊的輸出端還通過降壓電路模塊與CPU模塊相連接并為其供電；
所述CPU模塊的輸出端分別與所述指示燈模塊、以太網(wǎng)模塊和開出模塊相連接。
而且，所述指示燈模塊為設(shè)置在外殼上的多個(gè)LED燈，所述CPU模塊的輸出端通過GPIO接口與該指示燈模塊相連接。
而且，所述以太網(wǎng)模塊采用w5500太網(wǎng)芯片，所述以太網(wǎng)模塊與所述CPU模塊的輸出端通過SPI接口相連接，用于與配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行通信。
而且，所述開出模塊包括多路常開接點(diǎn)，用于接收CPU模塊的控制指令，控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作和復(fù)歸，實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的斷開和閉合。
而且，所述偏置電路模塊是采用3個(gè)LF412運(yùn)算放大器連接而成的減法運(yùn)算電路，用于將所述低通濾波模塊輸出的電壓偏置到所述CPU模塊能夠采集的電壓范圍內(nèi)。
而且，所述低通濾波模塊采用RC濾波電路，用于將電壓互感器模塊輸出的電壓經(jīng)過濾除紋波和高次諧波的噪聲信號(hào)處理后輸出至偏置電路模塊。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、本實(shí)用新型采用小型PT采集兩路三相交流電電壓，通過CPU模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口采集小電壓信號(hào)后做邏輯運(yùn)算，從而控制驗(yàn)電指示和核相指示，并且將驗(yàn)電和核相結(jié)果輸出至配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)電和核相功能。
2、本實(shí)用新型安裝在聯(lián)絡(luò)開關(guān)處，可以實(shí)現(xiàn)帶電顯示功能，也可以實(shí)時(shí)檢測(cè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)的三相交流電相序相位關(guān)系，同時(shí)具有遠(yuǎn)程通信能力，可以將檢測(cè)結(jié)果輸出至配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，確保合環(huán)點(diǎn)相位一致，從而減少合環(huán)失敗的可能性。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：
一種采用A/D的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置，包括外殼及其內(nèi)部的控制電路，所述控制電路，如圖1所示，包括：指示燈模塊、以太網(wǎng)模塊，開出模塊、CPU模塊，偏置電路模塊、降壓電路模塊、電壓互感器模塊、低通濾波模塊和開關(guān)電源模塊；
所述電壓互感器模塊的輸入端與兩路三相交流電相連接，該電壓互感器模塊的輸出端與所述低通濾波模塊的輸入端相連接，該電壓互感器模塊將兩路三相交流電電壓轉(zhuǎn)化為小電壓，輸出至所述低通濾波模塊；
所述低通濾波模塊的輸出端與所述偏置電路模塊的輸入端相連接，該偏置電路模塊的輸出端與所述CPU模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口相連接；
所述開關(guān)電源模塊外接交流或直流220V電源，其輸出端分別與所述低通濾波模塊、偏置電路模塊和開出模塊相連接并為其供電；該開關(guān)電源模塊的輸出端還通過降壓電路模塊與CPU模塊相連接并為其供電；
所述CPU模塊的輸出端分別與所述指示燈模塊、以太網(wǎng)模塊和開出模塊相連接。
在本實(shí)施例中，所述指示燈模塊為設(shè)置在外殼上的11個(gè)LED燈，所述CPU模塊的輸出端通過GPIO接口與該指示燈模塊相連接。
在本實(shí)施例中，所述以太網(wǎng)模塊采用WIZnet公司的全硬件協(xié)議棧的專用以太網(wǎng)芯片w5500，所述CPU模塊的輸出端通過SPI接口與所述以太網(wǎng)模塊相連接，用于與遠(yuǎn)方配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行通信。
在本實(shí)施例中，所述開出模塊包括四路常開接點(diǎn)，用于接收CPU模塊的控制指令，從而控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作和復(fù)歸，實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的斷開和閉合。
在本實(shí)施例中，所述偏置電路模塊是采用3個(gè)LF412運(yùn)算放大器連接而成的減法運(yùn)算電路，用于將所述低通濾波模塊輸出的電壓偏置到所述CPU模塊能夠采集的電壓范圍內(nèi)。
在本實(shí)施例中，所述低通濾波模塊采用RC濾波電路，用于將電壓互感器模塊輸出的電壓經(jīng)過濾除紋波和高次諧波的噪聲信號(hào)處理后輸出至偏置電路模塊。
在本實(shí)施例中，所述CPU模塊采用Microchip公司的dsPIC33f系列微控制器。
下面分別對(duì)本實(shí)用新型的一種采用AD的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置的控制電路內(nèi)各模塊的作用進(jìn)行說明：
(1)CPU模塊：負(fù)責(zé)采集偏置電路模塊輸出的小電壓信號(hào)，經(jīng)過邏輯運(yùn)算處理，控制指示燈模塊、以太網(wǎng)模塊和開出模塊。
(2)指示燈模塊：負(fù)責(zé)接收CPU模塊的控制指令，控制相應(yīng)指示燈亮和滅。
(3)以太網(wǎng)模塊：負(fù)責(zé)和CPU模塊通訊，實(shí)現(xiàn)CPU模塊和遠(yuǎn)方系統(tǒng)通信。
(4)開出模塊：負(fù)責(zé)接收CPU模塊的控制指令，控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作和復(fù)歸，實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的斷開和閉合。
(5)電壓互感器模塊：負(fù)責(zé)將兩路三相交流電大電壓轉(zhuǎn)化到小電壓，輸出給低通濾波模塊。
(6)低通濾波模塊：負(fù)責(zé)接收電壓互感器模塊輸出的電壓，經(jīng)過濾除紋波、高次諧波等噪聲信號(hào)輸出到偏置電路模塊。
(7)偏置電路模塊：負(fù)責(zé)接收低通濾波模塊輸出的電壓，將電壓經(jīng)過電壓偏置到CPU模塊可以采集的電壓范圍內(nèi)，輸出到CPU模塊的采集端。
(8)開關(guān)電源模塊：負(fù)責(zé)給CPU模塊供電，接收外部交流或直流220V的電源，經(jīng)過整流輸出直流12V和直流5V兩路電源。直流12V給低通濾波模塊和偏置電路模塊供電，直流5V給開出模塊供電，同時(shí)輸出到降壓電路模塊。
(9)降壓電路模塊：負(fù)責(zé)接收開關(guān)電源模塊輸出的直流5V，經(jīng)過降壓、穩(wěn)壓處理輸出直流3.3V，給CPU模塊供電。
下面分別對(duì)本實(shí)用新型的一種采用AD的自動(dòng)驗(yàn)電和核相裝置的控制電路內(nèi)各模塊的構(gòu)成和工作原理進(jìn)行進(jìn)一步說明：
(1)指示燈模塊：包括11支LED燈，1支綠色運(yùn)行燈，1支黃色告警燈，6支帶電顯示燈，3支核相結(jié)果燈，燈控方式采用灌電流方式。指示燈模塊接收CPU模塊的控制指令，做相應(yīng)的點(diǎn)燈、滅燈操作。
(2)以太網(wǎng)模塊：采用WIZnet公司的全硬件協(xié)議棧的專用以太網(wǎng)芯片w5500，w5500集成了TCP/IP協(xié)議棧，10/100M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)及物理層(PHY)，并提供新的高效SPI(外設(shè)串行接口)協(xié)議與外設(shè)MCU整合。以太網(wǎng)模塊2通過SPI與CPU模塊4通訊，實(shí)現(xiàn)CPU模塊和遠(yuǎn)方系統(tǒng)通信。
(3)開出模塊：采用4個(gè)DSP2a-DC5V繼電器，該類繼電器包含兩組常開接點(diǎn)，此模塊將兩組常開接點(diǎn)并接使用。開出模塊負(fù)責(zé)接收CPU模塊的控制指令，控制開出量做出相應(yīng)的動(dòng)作。
(4)CPU模塊：采用Microchip公司的dsPIC33f系列微控制器，該系列是高性能16位數(shù)字信號(hào)控制器，具有擴(kuò)展DSP功能和高性能16位微控制器(MCU)的架構(gòu)。所述CPU模塊通過GPIO接口控制指示燈模塊和開出模塊，該CPU模塊還通過SPI與以太網(wǎng)模塊通訊，該CPU模塊還通過A/D轉(zhuǎn)換接口采集偏置電路模塊輸出的模擬量。
(5)偏置電路模塊：采用3顆LF412運(yùn)算放大器做減法運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)小信號(hào)偏置處理。偏置電路模塊負(fù)責(zé)接收低通濾波模塊輸出的電壓，將電壓經(jīng)過電壓偏置到CPU模塊可以采集的電壓范圍內(nèi)，輸出到CPU模塊的采集端。
(6)降壓電路模塊：采用SPX1117M3-3.3低壓差(LDO)穩(wěn)壓器，負(fù)責(zé)接收開關(guān)電源模塊輸出的直流5V，經(jīng)過降壓、穩(wěn)壓處理輸出直流3.3V，為CPU模塊供電。
(7)電壓互感器模塊：包括6支ZM-TPTA，互感器變比120V/1.06V，一次額定值100V。電壓互感器模塊負(fù)責(zé)將輸入的兩路三相交流電大電壓轉(zhuǎn)化到小電壓，輸出給低通濾波模塊。兩路三相交流電輸入到電壓互感器模塊，經(jīng)過降壓輸出到低通濾波模塊，經(jīng)過紋波、諧波的濾除后輸出到偏置電路模塊，經(jīng)過電壓偏置到CPU模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口的電壓采集范圍內(nèi)，然后輸出到CPU模塊的A/D轉(zhuǎn)換接口端；
(8)低通濾波模塊：采用RC濾波電路，負(fù)責(zé)接收電壓互感器模塊輸出的電壓，經(jīng)過濾除紋波、高次諧波等噪聲信號(hào)處理后輸出至偏置電路模塊。
(9)開關(guān)電源模塊：采用鴻海開關(guān)電源多路輸出JMD20-A 5V2A±12V0.5A開關(guān)電源，輸入電壓AC100-240V或DC130V-370V。交流或直流220V電源輸入到開關(guān)電源模塊，經(jīng)過整流輸出直流12V和直流5V兩路電源，直流12V給低通濾波模塊和偏置電路模塊供電，直流5V給開出模塊供電，同時(shí)輸出到降壓電路模塊，經(jīng)過降壓輸出直流3.3V給CPU模塊供電。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。