CN206920589U - 基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，包括电源单元的控制装置、信号处理单元、多个功率驱动单元，其特征在于：信号处理单元包括功率放大器、反馈信号处理模块、高精度互感器；功率驱动单元包括信号分配器、多个三极管；试验回路为：电源信号输入→MCU模块→功率放大器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→高精度互感器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→输出。所述线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元的输出电源稳定，精确度高，且触发时间短。

Description

基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，特别涉及一种基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元。

背景技术

近年来，随着配电网故障指示器的快速安装，大大地提高了配电线路的自动化水平。但故障指示器的类别众多，厂家的产品合格标准程度不一，由于检测机构缺乏合格的检测平台，导致入网的故障指示器合格率偏低。

针对这种情况，根据现行行业标准DL/T 1157配电线路故障指示器技术条件和国家电网公司企业标准Q/GDW 436配电线路故障指示器技术规范，需要配备一套配电线路故障指示器综合测试装置和上位机信息处理系统，可模拟实际10kV配电线路多种运行状况，如短路故障、重合闸、人工投切大负荷、非故障线路重合闸等波形，实现一次电流、电压毫秒级突变。可用于故障指示器设备评级、故障分析、到货抽检、可研评估、招标检测和抽测等，具备集约化、自动化和全过程优势，减少挂网运行的故障指示器动作正确率低、易发生漏报、误报等现象，提高设备入网合格率。为故障指示器检测工作提供全方位技术监督和技术支持。

因此，有必要研发一套基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，平台利用线性功率放大线路作为电源单元主要元器件，将信号进行一级放大，推动后级的信号分配器。

发明内容

本实用新型的目的是：针对现有技术存在的不足，提供一套基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，它有如下优点：试制成套升流装置驱动功率小而饱和压降低，可提供稳定的大电流输出，为测试平台提供测试电源。利用该套基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元可开展电流精度测试、故障电流突变等实验。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，包括电源单元的控制装置、信号处理单元、多个功率驱动单元，其特征在于：信号处理单元包括功率放大器、反馈信号处理模块、高精度互感器；功率驱动单元包括信号分配器、多个三极管；其中：

电源单元的控制装置采用MCU模块，其输入端接入系统电源保证供电并与信号处理单元相接，与反馈信号处理模块相接，负责数据给定信号与反馈信号的采集并通过与反馈信号处理模块通信控制电源输出；

信号处理单元的功率放大器将功率进行一级放大，反馈信号处理模块获取前端功率放大器的给定信号并与高精度互感器传来的反馈信号进行比对，以达到精准输出，同时受MCU模块控制，调整电源输出值；

功率驱动单元的信号分配器将信号分配为多路信号，为第二级功率放大提供基础信号，再经过多个三极管放大功率后再并联输出，达到电源输出要求。

进一步地，所述功率驱动单元共6个，其中3个用于控制输出电流，另外3个用于控制输出电压，再通过电压表和电流表将输出值反馈到反馈信号处理模块上，并通过MCU模块获取电流值与电压值。

进一步地，所述三极管数量为4个，由信号分配器将信号分配为4路信号，并分别经该4个三极管进行放大功率，再并联输出。

进一步地，所述三极管为2SC3997三极管。

进一步地，所述功率放大器为LT3886功率放大器。

进一步地，所述电源单元的交流稳流精度为：稳态电流0A-1000A精度在0.1％以内，动态电流2A-700A完整跳变到稳定的时间在15ms以内，精度在1％以内。

进一步地，所述电源单元的试验回路为：电源信号输入→MCU模块→功率放大器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→高精度互感器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→输出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：所述线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元的输出电源稳定，精确度高，且触发时间短。信号源实现了6路信号同步技术，任意谐波比例控制及相角控制技术；功率放大技术实现实际功率可达26KVA，为同类电源之最。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电源单元结构框图。

图2是本实用新型实施例线性功率放大的模拟电路图。

附图中的符号说明：1-功率放大器；2-反馈信号处理模块；3-信号分配器；4-三极管；5-高精度互感器。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如图1及图2所示，本实用新型实施例提供一套基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，包括电源单元的控制装置、信号处理单元、多个功率驱动单元。信号处理单元包括功率放大器1、反馈信号处理模块2、高精度互感器5。功率驱动单元包括信号分配器3、多个三极管4。

电源单元的控制装置采用MCU模块(单片机)，其输入端接入系统电源保证供电并与信号处理单元相接，与反馈信号处理模块2相接，负责数据给定信号与反馈信号的采集并通过与反馈信号处理模块2通信控制电源输出。

信号处理单元的功率放大器1将功率进行一级放大，反馈信号处理模块2获取前端功率放大器1的给定信号并与高精度互感器5传来的反馈信号进行比对，以达到精准输出，同时受MCU模块控制，可调整电源输出值。本实施例中，功率放大器1为LT3886功率放大器。

功率驱动单元的信号分配器3将信号分配为多路信号，为第二级功率放大提供基础信号，再经过多个三极管4放大功率后再并联输出，达到电源输出要求。本实施例中，三极管4为2SC3997三极管，数量为四个。信号分配器3将信号分配为四路信号，并分别经过四个2SC3997三极管4进行放大功率，再并联输出。

具体地，系统电源输入后为MCU模块进行供电，并由MCU模块控制信号处理单元的工作状态(主要为反馈信号处理模块2)，信号处理单元输入为功率放大器1的给定信号，输出至各个功率驱动单元，功率驱动单元共6个，每一个功率驱动单元都是由1个信号分配器3将信号分为4路后经过三极管4并联输出以达到功率放大的目的，功率驱动单元6个中3个控制输出电流，另外3个控制输出电压，在通过电压表和电流表将输出值反馈到反馈信号处理模块2上，并通过MCU模块获取电流值与电压值。

电源单元的功率驱动单元，其实际意义为经过信号分配器3后组成由多个三极管4并联输出的线性功率放大的模拟电路，电源单元的信号处理模块和功率驱动单元由LT3886功率放大器1、反馈信号处理模块2、信号分配器3、2SC3997三极管4与高精度互感器5组成，信号处理单元前端输入模拟信号，经过LT3886功率放大器1提供一级功率放大，再进入反馈信号处理模块2，首次输入时无反馈信号进行比对，因此直接输出至功率驱动单元的信号分配器3，由于信号经功率放大器1放大后足以达到信号分配的初始条件，信号由信号分配器3分为4路信号并经2SC3997三极管4放大后并联输出，输出信号由信号处理单元的高精度互感器5采集反馈信号，反馈信号与给定信号进行比对校准，实现满足MCU控制器要求的电源输出。

在基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元前端需要系统电源输入，为电源单元进行供电并提供信号输入。

在检测平台的电源单元信号处理单元将电源信号进行LT3886功率放大器一级放大处理为信号分配器3提供达到启动功率，并同时将功率驱动模块中高精度互感器5采集的反馈信号与功率放大器1输出的给定信号进行比对达到平衡目的。

在检测平台的电源单元的功率驱动单元是由信号分配器3将单路信号变为多路信号，再由2SC3997三极管4并联输出达到线性功率放大的目的。

本实用新型的工作原理是：电源信号进入电源单元后由MCU单元对其进行输出设置，并且通过信号处理单元的LT3886功率放大器1进行功率放大，放大后的给定信号进入反馈信号处理模块2，首次进入反馈信号时无比对值，因此信号直接到信号分配器3分为4路输出，输出后信号经过2SC3997三极管4并联实现第二级功率放大(线性功率放大)。单个线路的电压可达上千伏，电流可达几十安。输出的信号再经过高精度互感器5进行反馈信号采集，将反馈信号传输至反馈信号处理模块进行反复比对校准，实现稳定高精度的输出。

本实用新型实施例主要参数如表1所示：

表1基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元主要参数

采用本实用新型实施例进行相关检测研究时具体试验步骤如下：

试验回路为：电源信号输入→MCU模块→功率放大器→反馈信号处理单元→信号分配器→4路三极管并联→高精度互感器→反馈信号处理单元→信号分配器→4路三极管并联→输出。根据此试验回路并利用功率放大器输出大电压和大电流。电源输入后在MCU模块对输出的电流值和电压值进行设置，设置后将信息传输至信号处理单元的反馈信号处理模块，后级的信号分配器将信号分为4路并通过三极管并联输出，实现大功率高精度输出。大功率经反馈信号单元的高精度互感器检测后将反馈给信号处理单元，比对输出精度，若有偏差则可进行自动调整，无偏差则实现稳定输出。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，包括电源单元的控制装置、信号处理单元、多个功率驱动单元，其特征在于：信号处理单元包括功率放大器、反馈信号处理模块、高精度互感器；功率驱动单元包括信号分配器、多个三极管；其中：

电源单元的控制装置采用MCU模块，其输入端接入系统电源保证供电并与信号处理单元相接，与反馈信号处理模块相接，负责数据给定信号与反馈信号的采集并通过与反馈信号处理模块通信控制电源输出；

信号处理单元的功率放大器将功率进行一级放大，反馈信号处理模块获取前端功率放大器的给定信号并与高精度互感器传来的反馈信号进行比对，以达到精准输出，同时受MCU模块控制，调整电源输出值；

功率驱动单元的信号分配器将信号分配为多路信号，为第二级功率放大提供基础信号，再经过多个三极管放大功率后再并联输出，达到电源输出要求。

2.如权利要求1所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述功率驱动单元共6个，其中3个用于控制输出电流，另外3个用于控制输出电压，再通过电压表和电流表将输出值反馈到反馈信号处理模块上，并通过MCU模块获取电流值与电压值。

3.如权利要求1所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述三极管数量为4个，由信号分配器将信号分配为4路信号，并分别经该4个三极管进行放大功率，再并联输出。

4.如权利要求1所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述三极管为2SC3997三极管。

5.如权利要求1所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述功率放大器为LT3886功率放大器。

6.如权利要求1～5任一项所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述电源单元的交流稳流精度为：稳态电流0A-1000A精度在0.1％以内，动态电流2A-700A完整跳变到稳定的时间在15ms以内，精度在1％以内。

7.如权利要求1～5任一项所述的基于线性电路功率放大的故障指示器检测平台电源单元，其特征在于，所述电源单元的试验回路为：电源信号输入→MCU模块→功率放大器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→高精度互感器→反馈信号处理单元→信号分配器→多路三极管并联→输出。