可编程实现的开关刀闸模拟装置及其实现方法与流程

本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种能灵活模拟开关刀闸状态的可编程实现的开关刀闸模拟装置以及可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法。

背景技术：

目前，在直流输电系统实时仿真测试系统中，特别是在直流输电系统中“最后断路器”的测试中，对具有断流能力的实际开关(例如交流断路器、直流断路器等)和不具有断流能力的刀闸(例如隔离刀闸、接地刀闸等)的模拟一般采用人工手动置位的方法，通过对不同的开关刀闸进行相应的手工置位，来模拟测试系统状态。但是，开关刀闸组合状态的数量n是开关刀闸数量n的指数次方，也即是n＝2ⁿ，比如开关刀闸数量是10个，那么开关刀闸组合状态将是2¹⁰＝1024种，因此，当开关刀闸的个数较多时，如果一一通过手工置位来模拟测试系统状态，效率太低，需要消耗测试人员大量的时间。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述效率低的问题，提供一种高效率的可编程实现的开关刀闸模拟装置及其实现方法。

一种可编程实现的开关刀闸模拟装置，包括依次连接的处理器、第一开关量输出电路和第二开关量输出电路，其中所述第二开关量输出电路与待测试设备相连；

所述处理器获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，将各个开关刀闸的开合状态发送给所述第一开关量输出电路；所述第一开关量输出电路根据接收的各个开关刀闸的开合状态向所述第二开关量输出电路输出与各个开关刀闸的开合状态一一对应的电压；所述第二开关量输出电路对接收到的电压分别放大，并将放大后的电压输出给所述待测试设备。

上述可编程实现的开关刀闸模拟装置，处理器、第一开关量输出电路和第二开关量输出电路均可以采用现有技术中已有的设备实现，处理器获取所要测试的全部开关刀闸状态，结合第一开关量输出电路和第二开关量输出电路来进行各个开关刀闸状态的自动模拟，从而能实现对所要测试设备的自动测试，有效解决了人工手动测试的低效率，提高了测试效率，降低了测试人员的消耗时间。

在一个实施例中，所述待测试设备为实际的控制保护装置；所述第二开关量输出电路与所述控制保护装置相连，其输出的电压与所述控制保护装置的电压匹配。传统技术中，待测试设备为通过软件实现的虚拟设备，通过对不同的开关刀闸进行相应的手工置位，实现对虚拟设备的测试，由于虚拟设备还是和实际的物理装置有区别，因此传统技术中的方案无法准确模拟整个开关刀闸过程，而本申请的所述开关刀闸模拟装置和实际物理装置直接连接进行测试的，因此更加真实，能够准确模拟整个开关刀闸过程。

在一个实施例中，可编程实现的开关刀闸模拟装置还包括连接在所述第二开关量输出电路与所述待测试设备之间的拨码开关，所述第二开关量输出电路通过所述拨码开关调节其输出的电压大小。第二开关量输出电路通过拨码开关与待测试设备连接，可以根据待测试设备的需要输出相应的电压，以与待测试设备匹配。

在一个实施例中，可编程实现的开关刀闸模拟装置还包括连接在所述第一开关量输出电路和所述第二开关量输出电路之间的隔离电路。通过隔离电路能够有效隔离干扰，并保障测试人员的人身安全。

在一个实施例中，开关刀闸的开合状态包括开关处于闭合状态、开关处于断开状态、刀闸处于闭合状态和刀闸处于断开状态；若开关处于闭合状态或者刀闸处于闭合状态，所述第一开关量输出电路向所述第二开关量输出电路输出高电平，所述第二开关量输出电路将所述高电平放大至与所述待测试设备匹配的电压并输出；若开关处于断开状态或者刀闸处于断开状态，所述第一开关量输出电路向所述第二开关量输出电路输出低电平0v，所述第二开关量输出电路输出的电压为低电平0v。

在一个实施例中，所述处理器与上位机连接；所述上位机将相关的操作指令发送给所述处理器，所述处理器根据所述操作指令进行相关处理后，将响应结果返回给所述上位机，其中所述操作指令包括启动指令和/或对时指令。通过上位机进行相关指令的下达，即可自动测试各个需要试验的开关刀闸开合状态。

在一个实施例中，所述处理器从所述上位机获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，对获取的各个开关刀闸的开合状态进行解码，并将解码后的各个开关刀闸的开合状态发送给所述第一开关量输出电路。上位机存储有所要测试的全部开关状态，所述开关刀闸模拟装置根据从上位机中获取的开关刀闸状态来进行各个开关刀闸状态的自动模拟，从而能实现对所要测试设备的自动测试，提高了测试效率。

在一个实施例中，所述处理器通过网线或者串口线与所述上位机连接。

在一个实施例中，所述处理器为数字信号处理器或者现场可编程门阵列。

一种可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法，包括步骤：

处理器获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，将各个开关刀闸的开合状态发送给第一开关量输出电路；

所述第一开关量输出电路根据接收的各个开关刀闸的开合状态向第二开关量输出电路输出与各个开关刀闸的开合状态一一对应的电压；

所述第二开关量输出电路对接收到的电压分别放大，并将放大后的电压输出给待测试设备。

上述可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法，处理器获取所要测试的全部开关刀闸状态，结合第一开关量输出电路和第二开关量输出电路来进行各个开关刀闸状态的自动模拟，从而能实现对所要测试设备的自动测试，有效解决了人工手动测试的低效率，提高了测试效率，降低了测试人员的消耗时间。

附图说明

图1为一实施例的可编程实现的开关刀闸模拟装置的结构示意图；

图2为另一实施例的可编程实现的开关刀闸模拟装置的结构示意图；

图3为另一实施例的可编程实现的开关刀闸模拟装置的结构示意图；

图4为一实施例的可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

一种可编程实现的开关刀闸模拟装置100，包括依次连接的处理器101、第一开关量输出电路102和第二开关量输出电路103，其中所述第二开关量输出电路103与待测试设备200相连；

所述处理器101获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，将各个开关刀闸的开合状态发送给所述第一开关量输出电路102；所述第一开关量输出电路102根据接收的各个开关刀闸的开合状态向所述第二开关量输出电路103输出与各个开关刀闸的开合状态一一对应的电压；所述第二开关量输出电路103对接收到的电压分别放大，并将放大后的电压输出给所述待测试设备200。

处理器101可以采用现有技术中已有的设备实现，在一个实施例中，所述处理器101可以为dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理器)或者fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)等。待模拟的开关刀闸包括刀闸和/或开关等。在一个实施例中，开关刀闸的开合状态(也即是后面所述的开关刀闸状态)包括开关处于闭合状态、开关处于断开状态、刀闸处于闭合状态和刀闸处于断开状态。开合状态一般用数字1或者数字0表示，例如用1表示开关处于闭合状态，用0表示开关处于断开状态，需要说明的是，本发明并不对此做出限定，开合状态还可以用其它形式表示，例如十进制的形式表示。

处理器101获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态的方式有很多种。例如，如图2所示，在一个实施例中，所述处理器101与上位机300连接，可以在开关刀闸模拟装置100上设置上位机接口，处理器101通过该上位机接口与上位机300连接。可选的，所述上位机接口为网口或者串口等，所述开关刀闸模拟装置100通过网线或者串口线与所述上位机300连接。所述处理器101从所述上位机300获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，对获取的各个开关刀闸的开合状态进行解码，并将解码后的各个开关刀闸的开合状态发送给所述第一开关量输出电路102。上位机300存储有所要测试的全部开关刀闸状态，例如，所要测试的开关有两个，则全部开关状态有00、01、10和11，这些开关刀闸状态可以以表格等形式存储在上位机300中，当需要进行测试时，上位机300将存储的全部开关刀闸状态一一间隔发送或者全部发送给处理器101，处理器101对接收到的该表格中的开关刀闸状态进行解码，然后将解码后的信息发送给第一开关量输出电路102。所要测试的全部开关刀闸状态可以采用人工编辑形式实现，也可以采用现有技术中已有的开关量组合逻辑状态实现方式自动生成，本发明并不对此做出限定。

在另一个实施例中，处理器101自身存储有待模拟的各个开关刀闸的开合状态，各个开关刀闸的开合状态可以以表格等形式存储在处理器101中。所述处理器101从自身获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态后，对获取的各个开关刀闸的开合状态进行解码，并将解码后的各个开关刀闸的开合状态发送给所述第一开关量输出电路102。同样的，所要测试的全部开关刀闸状态可以采用人工编辑形式实现，也可以采用现有技术中已有的开关量组合逻辑状态实现方式自动生成，本发明并不对此做出限定。

此外，所述上位机300还将相关的操作指令发送给所述处理器101，所述处理器101根据所述操作指令进行相关处理后，将响应结果返回给所述上位机300，其中所述操作指令包括启动指令和/或对时指令等，处理结果可以为启动是否成功以及对时是否成功等。通过上位机300进行相关指令的下达，即可自动测试各个需要试验的开关刀闸开合状态。

处理器101发送相关开关刀闸的分合状态到第一开关量输出电路102，用来模拟实际相关开关刀闸的开合状态。第一开关量输出电路102接收到各个开关刀闸的开合状态后，输出与各个开关刀闸的开合状态一一对应的电压。例如，在一个实施例中，若开关处于闭合状态或者刀闸处于闭合状态(例如处理器101输出数字1)，所述第一开关量输出电路102向所述第二开关量输出电路103输出高电平，所述第二开关量输出电路103将所述高电平放大至与所述待测试设备200匹配的电压并输出；若开关处于断开状态或者刀闸处于断开状态(例如处理器101输出数字0)，所述第一开关量输出电路102向所述第二开关量输出电路103输出低电平0v，所述第二开关量输出电路输出的电压为低电平0v。需要说明的是，本发明并不对第一开关量输出电路102输出的低压的具体数值进行限制。

在一个实施例中，如图3所示，可编程实现的开关刀闸模拟装置还可以包括连接在所述第一开关量输出电路102和所述第二开关量输出电路103之间的隔离电路104。通过隔离电路104能够有效隔离干扰，并保障测试人员的人身安全。

第二开关量输出电路103接收到第一开关量输出电路102输出的电压之后，对接收到的电压进行放大，以满足待测试设备200的需求。在一个实施例中，所述第一开关量输出电路输出的高电平为3.3v(伏)或者5v；所述第二开关量输出电路103将第一开关量输出电路102输出的高电平放大为24v、48v、110v或者220v。即第二开关量输出电路103输出的高电平可以为24v/48v/110v/220v，低电平为0v。需要说明的是，本发明并不对第二开关量输出电路103放大的电压的具体数值做出限定。

传统技术中，待测试设备200为通过软件实现的虚拟设备，通过对不同的开关刀闸进行相应的手工置位，实现对虚拟设备的测试，由于虚拟设备还是和实际的物理装置有区别，因此传统技术中的方案无法准确模拟整个开关刀闸过程。因此，针对该缺陷，在一个实施例中，所述待测试设备200为实际的控制保护装置；所述第二开关量输出电路103与所述控制保护装置相连，其输出的电压与所述控制保护装置的电压匹配。可编程实现的开关刀闸模拟装置100和实际物理装置直接连接进行测试的，因此更加真实，能够准确模拟整个开关刀闸过程。需要说明的是，本发明的待测试设备200并不限制于是控制保护装置，如需要对其它装置进行测试，本发明还可以是其它实际的装置。

第二开关量输出电路103和实际的待测试设备相连接，由于待测试设备200所需电压是一定的，而第二开关量输出电路103可以输出多种数值的电压，因此在进行具体测试时，可以根据实际待测试设备的需要，输出相关的电压，用来和待测试设备200匹配。如图3所示，在一个实施例中，可编程实现的开关刀闸模拟装置还包括连接在所述第二开关量输出电路103与所述待测试设备200之间的拨码开关105，所述第二开关量输出电路103通过所述拨码开关105调节其输出的电压大小。

例如，若实际的控制保护装置输入电压为24v，则通过拨码开关105调节第二开关量输出电路103输出的高电平为24v；若实际的控制保护装置输入电压为48v，则通过拨码开关105调节第二开关量输出电路103输出的高电平为48v；若实际的控制保护装置输入电压为110v，则通过拨码开关105调节第二开关量输出电路103输出的高电平为110v；若实际的控制保护装置输入电压为220v，则通过拨码开关105调节第二开关量输出电路103输出的高电平为220v。

可以自动在上位机上枚举出所要测试的全部开关刀闸状态，通过本发明实施例所提供的所述开关刀闸模拟装置来进行各个开关刀闸状态的自动模拟，从而实现对所要测试设备的自动测试，避免了人工手动测试的低效率，提高了工作效率。另外，由于本发明实施例所提供的所述开关刀闸模拟装置是和实际物理装置直接连接测试的，通过上位机进行相关指令的下达，即可自动测试各个需要试验的状态，而且也更加真实，能够准确模拟整个开关刀闸过程。

基于同一发明构思，本发明还提供一种可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法。如图4所示，在一个实施例中，一种可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法，包括步骤：

s110、处理器获取待模拟的各个开关刀闸的开合状态，将各个开关刀闸的开合状态发送给第一开关量输出电路；

s120、所述第一开关量输出电路根据接收的各个开关刀闸的开合状态向第二开关量输出电路输出与各个开关刀闸的开合状态一一对应的电压；

s130、所述第二开关量输出电路对接收到的电压分别放大，并将放大后的电压输出给待测试设备。

上述可编程实现的开关刀闸模拟装置的实现方法的其它技术特征与上述可编程实现的开关刀闸模拟装置的技术特征相同，在此不予赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。