CN107462841A - 一种用于继电保护装置电源的快速检测装置 - Google Patents

一种用于继电保护装置电源的快速检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，包括主板和副板，主板上安装电源回路、CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路、电子负载回路和插座；待测电源通过插座接到电子负载回路上，通过设定电子负载回路上的电阻来设定电源输出电流，电压电流采集回路从电子负载回路上采集电压、电流，采集结果传输到CPU控制器上的AD端口上，CPU控制器通过内部程序处理计算之后，把电压、电流和功率一起传输到液晶显示器上进行显示。本发明能够同时采集继电保护装置电源输出的三种不同幅值的电压，使得在变电站现场检测继电保护装置电源方便可行。

Description

一种用于继电保护装置电源的快速检测装置
技术领域
本发明涉及一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，属于继电保护装置电源检测技术领域。
背景技术
随着经济的快速发展，全国的用电量在不断的提高，随之也带动了电力行业的快速发展，在电力行业的快速发展中，安全可靠的输送电至关重要，而继电保护装置是确保安全可靠的一道关卡，起着举足轻重的作用，而继电保护装置是否能够稳定的运行，电源又起了至关重要的作用。在现场继电保护装置发生不明原因故障时，快速定位故障点就显得尤为重要，为了在怀疑继电保护装置电源故障时，能够快速对继电保护装置电源进行检测判断，所以一种用于继电保护装置电源的快速检测装置顺势而生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，可以快速检测继电保护装置不同型号的电源是否存在故障。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，包括主板和副板，所述主板上安装电源回路、CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路、电子负载回路和插座；待测电源有三种输出电压，均通过插座接到电子负载回路上；所述电子负载回路由三个相同回路组合而成，每个回路接待测电源的一种输出电压，通过设定电子负载回路上的电阻来设定电源输出电流；所述电压电流采集回路从电子负载回路上采集电压、电流，所述电压电流采集回路由三个相同回路组合而成，每个回路对应采集一个电子负载回路上的电压、电流；所述电压电流采集回路的采集结果传输到CPU控制器上的AD端口上，CPU控制器通过内部程序处理计算之后，把电压、电流和功率一起传输到液晶显示器上进行显示；
所述电源回路从插座上取电，电源回路通过电压转换模块给CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路和电子负载回路供电。
前述的待测电源根据具体的继电保护电源型号选择是直接接到主板的插座上，或者是经过副板转换之后接到主板的插座上。
前述的电源回路的工作过程为，待测电源输出三路电压，每路串联一个二极管，三个输出并联在一起输入到DC/DC电源模块，形成3.3V的输出电压，3.3V的输出电压经DC/DC模块转换为12V电压以及5V电压，12V电压给电压电流采采样回路和电子负载回路供电，5V电压一路给液晶显示器供电，一路给CPU控制器及其外回路供电的电源模块供电。
前述的一路电子负载回路的结构为：电源VCC通过电阻R1连接到可调稳压管D1，可调稳压管D1输出电压连接可调电阻R2、电阻R3，并通过电阻R3连接到GND，电阻R3上电压通过电阻R4输入到比较运放器U1的正输入端，比较运放器U1的输出端连接到MOS管Q1栅极，MOS管Q1的漏极连接到DC+、MOS管Q1源极通过电阻R5连接到DC-，MOS管Q1源极反馈到比较运放器U1的负输入端，通过调节电阻R2调节比较运放器U1正输入端的电压。
前述的一路电压电流采集回路的结构为：稳压管D2和电容C2两端并在电压Vin+、Vin-两端，Vin+通过串联电阻R6接到运放器U2的负输入端，Vin-通过串联电阻R7连接到运放器U2的正输入端，电阻R8并在运放器U2的负输入端和输出端，运放器U2的输出端连接到运放器U3的正输入端，运放器U3的负输入端和输出端相连，U3的输出端通过串联电阻R9输出电压Vout，电压输出端Vout与GND之间并联电容C3和稳压管D3。
前述的电压电流采集回路采集电压、电流均以电压形式采集，所述电压采集取电子负载回路上DC+和DC-两端电压值；所述电流采集取电子负载回路上R5上的电压值。
本发明所达到的有益效果：
（1）本发明采用副板设计，可以适用于不同型号的继电保护装置电源；
（2）本发明不需要单独电源供电，由待测电源供电；
（3）本发明能够同时采集继电保护装置电源输出的三种不同幅值的电压，使得在变电站现场检测继电保护装置电源方便可行。
附图说明
图1 为本发明装置的结构图；
图2为电源回路原理图；
图3为电子负载回路原理图；
图4为电压电流采集回路原理图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的用于继电保护装置电源的快速检测装置，包括主板和副板，其中，主板上安装电源回路、CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路、电子负载回路和插座。
副板为电源输出端走线转换，使不适合插座的待测电源，经过副板的转换适合插座。待测电源可以根据具体的继电保护电源型号选择是直接接到主板的插座上，还是经过副板转换之后接到主板的插座上。
然后电源回路从插座上取电，电源回路通过电压转换模块给CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路和电子负载回路供电。
如图2所示，电源回路包括三部分，第一部分是待测电源输出三路电压，每路串联一个二极管，最后三路输出并联在一起输入到第一部分DC/DC电源模块，形成3.3V的输出电压，确保只要有一路电压输出正常，本发明就可以正常工作；第二部分有两个DC/DC电源模块，输入电压均为第一部分输出的3.3V电压，一路DC/DC电源模块将3.3V电压转换为12V电压，一路DC/DC电源模块将3.3V电压转换为5V电压，12V电压给电压电流采样回路和电子负载回路供电，5V电压一路给液晶显示器供电，一路给CPU控制器及其外回路供电的电源模块供电；第三部分是给CPU控制器及其外回路供电的电源模块回路。
继电保护装置电源有三种电压输出，所以待测电源也就有三种输出电压，而且均通过插座接到电子负载回路上，而电子负载回路由三个相同回路（如图3所示）组合而成，每个回路接一种输出电压，通过设定电子负载回路上的电阻R2可以设定电源输出电流。三个回路同时工作，可实现同时采集继电保护装置电源输出的三种不同幅值的电压。电压电流采集回路从电子负载回路上采集电压、电流，而电压电流采集回路也是由三个相同回路（如图4所示）组合而成，每个回路对应采集一个电子负载回路上的电压、电流，可实现同时采集继电保护装置电源输出的三种不同幅值的电压。电压、电流采集均以电压形式采集，电压取图3中DC+和DC-两端电压值，电流转电压形式进行采集，DC+和DC-两端电流值为MOS管Q1源极电流，而源级电流又流过R5，所以电流取值为图3中R5上的电压值，采集后的电压值传输到CPU控制器上的AD端口上，CPU控制器通过内部程序处理计算之后，把电压、电流和功率一起传输到液晶显示器上进行显示。
图3为一路电子负载回路原理图。电源VCC通过电阻R1连接到可调稳压管D1，可调稳压管D1输出电压连接可调电阻R2、电阻R3，并通过R3连接到GND，电阻R3上电压通过电阻R4输入到比较运放器U1的正输入端，运放器U1的输出端连接到MOS管Q1栅极，Q1的漏极连接到DC+、Q1源极通过电阻R5连接到DC-，Q1源极反馈到运放器U1的负输入端，通过调节电阻R2就可以调节运放器正输入端的电压。当运放器U1正输入变大时，运放输出也跟着变大，从而MOS管栅源极电压VGS增大，MOS管VGS的增大导致MOS管漏电流ID的变大，从而使运放器U1负输入变大，运放器U1负输入变大又使得运放器U1输出变小，从而使MOS管VGS变小，而MOS管VGS的变小又使得MOS管ID的变小，从而运放器U1的负输入变小，直到运放器的正负输入达到平衡，而电子负载的ID的电流也就恒定。运放器U1的正输入可以通过调节可调电阻R2来调节，从而设定了电子负载的电流大小，也就是待测电源的输出电流大小。另外两路电子负载回路与上述电阻负载回路相同。
如图4为一路电压电流采集回路原理图。稳压管D2和电容C2两端并在电压Vin+、Vin-两端，Vin+通过串联电阻R6接到运放器U2的负输入端，Vin-通过串联电阻R7连接到运放器U2的正输入端，电阻R8并在运放器U2的负输入端和输出端，运放器U2的输出端连接到运放器U3的正输入端，运放器U3的负输入端和输出端相连，U3的输出端通过串联电阻R9输出电压Vout，电压输出端Vout与GND之间并联电容C3和稳压管D3。电压采集可以直接进行采集，即待测电源输出电压；电流采集需要经过电流变电压进行采集，即电子负载回路R5上的电压。采集到的电压Vin+、Vin-过电阻R6和R7接到运放器U2的正负输入端，并通过运放器使输出相比于输入衰减R8/R6倍，然后通过反向跟随器U3，使最后的输出电压接到CPU控制器AD采集端口。另外两路电压电流采集回路与上述电压电流采集回路相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，包括主板和副板，所述主板上安装电源回路、CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路、电子负载回路和插座；待测电源有三种输出电压，均通过插座接到电子负载回路上；所述电子负载回路由三个相同回路组合而成，每个回路接待测电源的一种输出电压，通过设定电子负载回路上的电阻来设定电源输出电流；所述电压电流采集回路从电子负载回路上采集电压、电流，所述电压电流采集回路由三个相同回路组合而成，每个回路对应采集一个电子负载回路上的电压、电流；所述电压电流采集回路的采集结果传输到CPU控制器上的AD端口上，CPU控制器通过内部程序处理计算之后，把电压、电流和功率一起传输到液晶显示器上进行显示；
所述电源回路从插座上取电，电源回路通过电压转换模块给CPU控制器、液晶显示器、电压电流采集回路和电子负载回路供电。
2.根据权利要求1所述的一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，所述待测电源根据具体的继电保护电源型号选择是直接接到主板的插座上，或者是经过副板转换之后接到主板的插座上。
3.根据权利要求1所述的一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，所述电源回路的工作过程为，待测电源输出三路电压，每路串联一个二极管，三个输出并联在一起输入到DC/DC电源模块，形成3.3V的输出电压，3.3V的输出电压经DC/DC模块转换为12V电压以及5V电压，12V电压给电压电流采采样回路和电子负载回路供电，5V电压一路给液晶显示器供电，一路给CPU控制器及其外回路供电的电源模块供电。
4.根据权利要求1所述的一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，一路电子负载回路的结构为：电源VCC通过电阻R1连接到可调稳压管D1，可调稳压管D1输出电压连接可调电阻R2、电阻R3，并通过电阻R3连接到GND，电阻R3上电压通过电阻R4输入到比较运放器U1的正输入端，比较运放器U1的输出端连接到MOS管Q1栅极，MOS管Q1的漏极连接到DC+、MOS管Q1源极通过电阻R5连接到DC-，MOS管Q1源极反馈到比较运放器U1的负输入端，通过调节电阻R2调节比较运放器U1正输入端的电压。
5.根据权利要求1所述的一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，一路电压电流采集回路的结构为：稳压管D2和电容C2两端并在电压Vin+、Vin-两端，Vin+通过串联电阻R6接到运放器U2的负输入端，Vin-通过串联电阻R7连接到运放器U2的正输入端，电阻R8并在运放器U2的负输入端和输出端，运放器U2的输出端连接到运放器U3的正输入端，运放器U3的负输入端和输出端相连，U3的输出端通过串联电阻R9输出电压Vout，电压输出端Vout与GND之间并联电容C3和稳压管D3。
6.根据权利要求4所述的一种用于继电保护装置电源的快速检测装置，其特征在于，所述电压电流采集回路采集电压、电流均以电压形式采集，所述电压采集取电子负载回路上DC+和DC-两端电压值；所述电流采集取电子负载回路上R5上的电压值。
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