专利名称：微机型继电保护测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，尤其涉及一种微机型继电保护测试装置。
背景技术：
以往的继电保护实验系统中所需的实验信号一般由模拟设备产生，这些模拟设备主要包括模拟断路器、三相调压器、单相调压器、三相移相器、滑线电阻和大量测试仪表等， 这些设备体积庞大、笨重、成本高，携带不便，操作繁琐。

实用新型内容本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种体积小、携带方便的微机型继电保护测试仪。为此本实用新型采用的技术方案是本实用新型包括中央处理单元及和中央处理单元连接的通讯单元、开关量单元和D/A转换单元，D/A转换单元通过信号调整单元、功率放大单元连接继电保护装置。所述功率放大单元包括电压放大单元和电流放大单元；所述电压放大单元包括开关电源、放大器，放大器包括电压输入信号、输入信号通过信号调理电路、电压型放大器输出到电压显示屏显示，开关电源连接到电压型放大器；所述电流放大单元包括开关电源、放大器，放大器包括电流输入信号、输入信号通过信号调理电路、电流型放大器输出到电流显示屏显示，开关电源连接到电流型放大器。电压型放大器和电压输入信号之间设电容式光隔电路。所述电压型放大器包括有IGBT放大模块，信号调理电路包括有D/A转换器。电流型放大器和电流输入信号之间设电容式光隔电路。所述电流型放大器包括有IGBT放大模块，信号调理电路包括有D/A转换器。本实用新型的优点是1)本微机型继电保护试验测试仪取代以往的测试设备，可大大减少整个继电保护试验培训系统的体积，降低成本，试验接线简单；2)本微机型继电保护试验测试仪由内嵌控机或外接PC机控制，采用单机箱模块化结构，8. 4彩色LCD显示，操作界面简单，备有扩展串口 USB 口与其他PC机通讯，试验结果可上传；4)本实用新型采用线性特点的放大器和开关电源，具有功率因素高、质轻、体积小、发热量小等缺点；5)本实用新型设置电容式光隔电路，使输入的高次谐波得到有效的抑制；6)本实用新型采用线性特点的放大器和开关电源，具有功率因素高、质轻、体积小、发热量小等缺点；7)本实用新型设置电容式光隔电路，使输入的高次谐波得到有效的抑制。

图1为本实用新型的系统框图。图2为本实用新型实施例的结构图。图3为本实用新型电压型放大器的结构示意图。[0014]图4为本实用新型电流型放大器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括中央数字信号处理单元、通讯单元、开关量单元、D/A 转换单元，功率放大单元，中央数字信号处理单元分别与通讯单元、开关量单元、D/A转换单元连接，用于产生试验所需的模拟和数字信号；通讯单元与中央数字信号处理单元相连，用于与PC机进行通信，以接受PC机的工作指令；开关量单元与中央数字信号处理单元相连， 用于输出开关量和输入开关量；D/A转换单元与中央数字信号处理单元相连，用于将中央数字信号处理单元输出的数字信号转换成模拟信号；功率放大单元与D/A转换单元连接， 用于将D/A转换单元输出的模拟信号进行放大。本测试仪器中央处理单元采用美国TI公司的数字信号处理器(DSP)， TMS320VC5502作为控制核心，D/A转换单元采用美国Burr — Brow公司的高性能4通道16 位宽的并行接口芯片DAC7744，它能很好地DSP的高建运行相匹配，与TMS320VC5502接口时通过译码电路，将芯片映衬到TMS320VC5502的I/O地址。D/A转换之后合成的模拟正弦波信号进入功率放大之前通过有源低通，滤波器以消除高频信号的影响。功率放大单元主要由电流功率放大电路和电压功率放大电路组成，核心芯片采用日本三菱公司的CM200DY -12H和日本富士公司的ZSK1020，其采用直接耦合放大，交直流两用，能很好地仿真电力系统的暂态过程、超大的电流输出功率及良好的宽频幅频特性。本测试仪产生正常状态和故障状态下信号的过程如下处理器通过I/O片选线和数据线，经驱动电路、光耦隔离电路后与D/A转换芯片DAC7744相连，其中D/A转换芯片的片选信号、控制信号都是通过译码电路映射到处理器的I/O空间，D/A转换芯片经译码选中后，开始接收数据总线上传来的数字波形信号，随后统一转换成幅值100内可调的模拟正弦波量。模拟波形经一组有源低通滤波器滤去IOKHz以上的高频谐波，再进入功率放大电路对信号进一步放大。本测试仪共有12路D/A转换，分别产生12路模拟波形信号，其中六路为电压信号，送入电压功率放大电路，另外六路为电流信号，送入电流功率放大电路。六路模拟电压波形信号，其中六路通过两级放大电路将电压抬升，控制输出级功率放大器(功率放大级的核心芯片采用zskl020)，把输入时最高峰值为IOV的低压信号放大20倍，从而满足模拟电力系统继电保护装置测试所需要的电压等级，这中间六路波形信号分别对应于电力系统实际情况下的六相电压信号(UA、UB、UC、ua、ub、uc)，第四路电压信号可任意定义，例如可将其定义为零序电压信号，另外六路模拟波形信号进入电流功率放大电路，通过运算器的反馈来控制 CM200DY-12H功率模块的输出，来实现电流波形与输入电压波形的一致，六路波形信号分别对应于电力系统实际情况下的六相电流信号(IA、IB、IC、la、lb、Ic)。本测试仪最终输出的电压最大幅值可达120V，电流最大幅值可达40A。用户可通过上位机任意设置幅值许可范围内的电压、电流、相位角、频率的大小，并可模拟电力系统的任意故障模式，将对应的各种故障模式下的电流和电压信号及相关开入量送入继电保护装置，同时继电保护装置的动作信息通过开入量输入反馈回测试装置，实现测试试验中的实时控制。[0022]本实用新型的工作过程为本实用新型提供的电压型功率放大器主要用电力系统实时中，将电磁暂态程序计算的故障数据经过DA转换后输入本装置进行放大从而驱动微机保护装置进行实时故障仿真。本实用新型的电压功率放大部分，将故障数据经过DA转换后送三菱机电的IGBT 模块放大，本发可同时输出六路0-120V电压，相位、频率的大小可任意调整，并对电力系统进行仿真。本实用新型提供的电流型功率放大器主要用电力系统实时中，将电磁暂态程序计算的故障数据经过DA转换后输入本装置进行放大从而驱动微机保护装置进行实时故障仿
直
ο本实用新型的电流功率放大部分，将故障数据经过DA转换后送三菱机电的IGBT 模块放大，本发可同时输出六路0-40A电流，相位、频率的大小可任意调整，并对电力系统进行仿真。本实用新型的电压放大器工作过程为本实用新型提供的电压型功率放大器主要用电力系统实时中，将电磁暂态程序计算的故障数据经过D/A转换后输入本装置进行放大从而驱动微机保护装置进行实时故障仿真。本实用新型的电压功率放大部分，将故障数据经过D/A转换后送三菱机电的IGBT 模块放大，本发可同时输出六路0-120V电压，相位、频率的大小可任意调整，并对电力系统进行仿真。本实用新型提供的电流型放大器主要用电力系统实时中，将电磁暂态程序计算的故障数据经过D/A转换后输入本装置进行放大从而驱动微机保护装置进行实时故障仿真。本实用新型的电流功率放大部分，将故障数据经过DA转换后送三菱机电的IGBT 模块放大，本发可同时输出六路0-40A电流，相位、频率的大小可任意调整，并对电力系统进行仿真。
权利要求1.微机型继电保护测试仪，包括中央处理单元及和中央处理单元连接的通讯单元、开关量单元和D/A转换单元，D/A转换单元通过信号调整单元、功率放大单元连接继电保护装置。
2.根据权利要求1所述的微机型继电保护测试仪，其特征在于，所述功率放大单元包括电压放大单元和电流放大单元；所述电压放大单元包括开关电源、放大器，放大器包括电压输入信号、输入信号通过信号调理电路、电压型放大器输出到电压显示屏显示，开关电源连接到电压型放大器；所述电流放大单元包括开关电源、放大器，放大器包括电流输入信号、输入信号通过信号调理电路、电流型放大器输出到电流显示屏显示，开关电源连接到电流型放大器。
3.根据权利要求2所述的微机型继电保护测试仪，其特征在于，电压型放大器和电压输入信号之间设电容式光隔电路。
4.根据权利要求2所述的微机型继电保护测试仪，其特征在于，所述电压型放大器包括有IGBT放大模块，信号调理电路包括有D/A转换器。
5.根据权利要求2所述的微机型继电保护测试仪，其特征在于，电流型放大器和电流输入信号之间设电容式光隔电路。
6.根据权利要求2所述的微机型继电保护测试仪，其特征在于，所述电流型放大器包括有IGBT放大模块，信号调理电路包括有D/A转换器。
专利摘要本实用新型涉及一种微机型继电保护测试装置。包括中央处理单元及和中央处理单元连接的通讯单元、开关量单元和D/A转换单元，D/A转换单元通过信号调整单元、功率放大单元连接继电保护装置。本实用新型提供了一种体积小、携带方便的微机型继电保护测试仪。
文档编号G01R31/00GK202221449SQ201120229510
公开日2012年5月16日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者高荣庆 申请人:扬州市双宝电力设备有限公司