CN207516533U - 一种高精度直流电流互感器试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高精度直流电流互感器试验装置，由触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器构成。触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器通过导线连接并安装在装置机箱内。测控板由单片机模块、CPLD模块、AD采样模块、DA电压输出模块、1路网络电口、1路RS422通讯端口、5路RS232通讯端口组成。本实用新型现场操作简单，测量准确，体积小，重量轻，便于携带，方便检修人员的现场测试工作，是保障直流换流站设备安全运行的必备试验装置。

Description

一种高精度直流电流互感器试验装置

技术领域

本实用新型涉及特(超)高压直流换流站直流试验设备领域，尤其是一种高精度直流电流互感器试验装置。

背景技术

在长距离输电线路建设中，高压直流输电得到了大量的运用。直流换流站的安全运行是高压直流输电的重要保障。因此，防止直流换流站设备损坏及对设备性能参数的检测尤为重要，其中直流互感器为特高压输电系统提供控制与保护信号，是直流输电系统正常运行不可缺少的一次设备。目前缺乏有效的手段对直流电流互感器的极性、变比、精度等特性参数在投运前、投运后进行现场测试试验。基于上述，如果能提供一种设备，对直流互感器的极性、变比、精度误差等特性进行现场试验测试，准确了解直流互感器的特性参数，这样可以有效提高现场试验和检修效率，减少维护工作量，降低维护费用，提高试验和检修的针对性，也可显著提高运行的的可靠性和经济性。

实用新型内容

为了实现特高压换流站的直流互感器的极性、变比、精度误差等特性的现场测试试验，全面考察直流互感器测量性能并反映直流互感器在输电线路中的真实运行工况。本实用新型主要用于直流互感器的极性、变比、精度误差等特性的现场测试，利用其阶跃响应时间端的特点，短时间内达到预设的电流幅值，模拟现场输出高精度程控直流电流给直流互感器完成一次通流试验，并且操作方便，测量准确，体积小，重量轻，便于携带，是更好服务于直流输电系统的一种高精度直流电流互感器试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于由触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器构成构成，触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器通过导线连接并安装在装置机箱内，工控电源板是开关电源模块，工控电源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，测控电源板是开关电源模块，工控电源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，直流500A恒流源板是开关电源模块，直流500A恒流源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，直流500A恒流源板电流电压控制端和测控板DA输出电压控制端口通过导线连接，500A直流电流互感器是高精度霍尔传感器，直流500A恒流源板输出通过输出导线一匝穿过500A直流电流互感器，500A直流电流互感器输出端和测控板模拟量输入端口通过导线连接。

所述工控电源板是输入电源交流220V，输出为直流24V的开关电源模块，测控电源板是输入电源交流220V，输出为直流+5V、±12V的开关电源模块，直流500A恒流源板开关电源模块，输入电源交流220V，输出为直流0～500A的恒流源模块。

所述500A直流电流互感器，该互感器一、二次之间高度绝缘，零电流失调±0.2mA，电流失调温漂±0.5mA(-40～85℃)，响应时间小于1us，线性度小于0.1％FS。装置内输出电流导线单匝穿过500A直流电流互感器，用于监测装置输出电流。传感器将检测到的电流信号转换成电流信号后，通过导线传送给测控板。

所述测控板由单片机模块、CPLD模块、AD采样模块、DA输出电压控制模块、1路网络电口、1路RS422通讯端口、5路RS232通讯端口组成。单片机模块主控芯片是STM32F407，CPLD模块主控芯片是EPM570，单片机模块和CPLD模块之间通过并行总线传递数字信号， AD采样模块和CPLD模块之间通过并行总线连接，DA电压输出模块和CPLD模块之间通过并行总线连接，1路RS422通讯端口和CPLD模块之间通过数据线连接，1路网络电口和单片机模块之间通过数据线连接，5路RS232通讯端口和单片机模块之间通过数据线连接。工作中，触摸显示板显示实时数据并可设定测试试验数据，通过LVDS电缆与工控板传递数据，工控板通过RS232通讯接口传递数据给测控板5路RS232通讯接口中的一路，测控板单片机模块通过并行总线传递数据给CPLD模块，CPLD模块通过并行总线传递数据DA 电压输出模块控制直流500A恒流源输出电流，AD采样模块采集数据通过并行总线传递数据给CPLD模块，CPLD模块通过并行总线传递采集数据给单片机模块，单片机模块负责计算采集数据，单片机模块5路RS232通讯接口中的一路传递数据给工控板，工控板负责数据分析、存储、管理，测控板通过一路RS422通讯接口传递数据给外部扩展装置，测控板通过一路电网口传递数据给外部计算机。

所述测控板AD采样模块，AD采样模块的主控芯片为AD7606，AD7606芯片为16位、200ksps双极性输入同步采样的8通道AD芯片，采样精度高，该芯片主要采样直流500A 恒流源输出电流信号，输出开口电压信号。AD芯片高速采样后，将模拟信号转变成数字信号，经过并行总线传送给CPLD模块，CPLD模块经过并行总线将采集的数据信号高速传递给单片机模块，单片机模块计算后将数据经过5路RS232通讯接口中的一路将数据传递给工控板，工控板存储、分析、管理数据，并通过LVDS电缆传递数据给触摸显示屏显示。

所述测控板DA输出电压控制模块，DA输出电压控制模块主控芯片AD5666，AD5666为低功耗、四通道16位DAC，内置最大10ppm/℃基准电压源。工作中，测控板的单片机模块通过并行总线传递数据给CPLD模块，CPLD模块通过并行总线传递数据给DA输出电压控制模块，DA输出电压控制模块控制AD5666电压控制电路输出设定电压，继电器输出电路输出电压到直流500A恒流源板，直流500A恒流源板输出设定的电流。

本实用新型有益效果是：本实用新型可对直流互感器的极性、变比、精度误差等特性参数进行现场测试。准确了解准确了解直流互感器的特性参数，记录每次测试试验的数据，提高检修的针对性，也可显著提高运行的的可靠性和经济性。基于上述，所以具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型测控板结构框图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种高精度直流电流互感器试验装置，由触摸显示屏5，工控板1，测控板3，直流500A恒流源板7，工控电源板2，测控电源板4和500A直流电流互感器6 构成。触摸显示屏5，工控板1，测控板3，直流500A恒流源板7，工控电源板2，测控电源板4和500A直流电流互感器6通过导线连接并安装在装置机箱内。触摸显示屏5通过LVDS信号电缆与工控板1连接，工控电源板2是开关电源模块，工控电源板2电源输入端和220V交流电源通过导线连接，工控电源板2电源24V输出端通过导线与工控板1 电源输入端口连接，工控板1的RS232通讯口通过导线与测控板3的5路RS232通讯端口中的一路连接，测控板电源板4是开关电源模块，测控板电源板4电源输入端和220V交流电源通过导线连接，测控板电源板2电源+5V、±12V输出端通过导线与测控板3电源输入端口连接，测控板3的直流电流监测19端口与直流500A直流互感器6信号输出端口通过导线连接，测控板3的开口电压监测20端口与直流500A恒流源板7输出端口通过导线连接，测控板3的DA输出电压控制端口18与直流500A恒流源板7控制电压输入端口通过导线连接，直流500A恒流源板7输出电流导线穿过500A直流电流互感器6监测输出电流，测控板3的一路电网口8与外部计算机通过网线连接，测控板3的一路RS422通讯接口9与外部扩展装置通过导线连接。

图1、2中所示，测控板3由单片机模块12、CPLD模块13、AD采样模块16、DA输出电压控制模块17、1路网络电口8、1路RS422通讯端口9、5路RS232通讯端口10组成。单片机模块12主控芯片是STM32F407，CPLD模块13主控芯片是EPM570，单片机模块12 和CPLD模块13之间通过并行总线传递数字信号，测控板3和工控板1之间通过RS232 通讯接口传递数字信号，通讯规约满足MODBUS协议。工控板1工控板是基于X86系列的 CPU计算机，工控板1的操作系统是Windows7系统，AD采样模块16和CPLD模块13之间通过并行总线连接，AD采样模块的主控芯片为AD7606，DA输出电压控制模块17和CPLD 模块13之间通过并行总线连接，AD采样模块的主控芯片为AD5666，1路RS422通讯端口 9和CPLD模块13之间通过数据线连接，1路网络电口8和单片机模块12之间通过数据线连接，5路RS232通讯端口10和单片机模块12之间通过数据线连接。工作中，触摸显示板5显示实时数据并可设定测试试验数据，通过LVDS电缆与工控板1传递数据，工控板 1通过RS232通讯接口传递数据给测控板5路RS232通讯接口10中的一路，测控板单片机模块12通过并行总线传递数据给CPLD模块13，CPLD模块13通过并行总线传递数据 DA电压输出模块17控制直流500A恒流源板7输出电流，AD采样模块16采集数据通过并行总线传递数据给CPLD模块13，CPLD模块13通过并行总线传递采集数据给单片机模块 12，单片机模块12负责计算采集数据，单片机模块12通过5路RS232通讯接口10中的一路传递数据给工控板1，工控板1负责数据分析、存储、管理，测控板3通过一路RS422 通讯接口9传递数据给外部扩展装置15，测控板通过电网口传递数据给外部计算机14。

图1、2中所示，本实用新型可通过触摸显示屏5设定输出电流的大小和输出时间，工控板1通过RS23通讯接口向测控板3的5路RS23通讯接口10中的一路传送数据，测控板3接收数据后，通过DA输出控制模块17控制直流500A恒流源板7输出设定电流， 500A直流电流传感器6实时监测500A恒流源板7输出的电流，500A直流电流传感器6 传送信号给测控板3，测控板3计算、分析后，测控板3通过RS23通讯接口传送数据给工控板1，工控板1对数据分析、存储。本实用新型对直流互感器的极性、变比、精度误差等特性参数进行现场测试，准确了解准确了解直流互感器的特性参数，提高检修的针对性，也可显著提高运行的的可靠性和经济性。基于上述，所以具有好的应用前景。

需要说明的是，本实施例为本实用新型较佳实例，并不用以限制本实用新型，凡在本实施例原则范围内做任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：它由触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器构成，所述触摸显示屏，工控板，测控板，直流500A恒流源板，工控电源板，测控电源板和500A直流电流互感器通过导线连接并安装在装置机箱内，所述触摸显示屏和工控板通过LVDS电缆连接，所述工控电源板是开关电源模块，所述工控电源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，所述测控电源板是开关电源模块，所述测控电源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，所述直流500A恒流源板是开关电源模块，所述直流500A恒流源板电源输入端和220V交流电源通过导线连接，所述直流500A恒流源板电流电压控制端口和所述测控板DA电压输出端口通过导线连接，所述直流500A恒流源板输出端口和所述测控板模拟量输入端口通过导线连接，所述500A直流电流互感器是高精度霍尔传感器，所述500A直流电流互感器输出端和所述测控板模拟量输入端口通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述工控电源板是输入电源交流220V，输出为直流24V的开关电源模块，所述测控电源板是输入电源交流220V，输出为直流+5V、±12V的开关电源模块，所述直流500A恒流源板开关电源模块，输入电源交流220V，输出为直流0~500A的恒流源模块。

3.根据权利要求1所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述500A直流电流互感器一、二次之间高度绝缘，零电流失调±0.2mA，电流失调温漂±0.5mA（-40~85℃），响应时间小于1us，线性度小于0.1％FS；装置内输出电流导线单匝穿过500A直流电流互感器，用于监测装置输出电流；所述500A直流电流互感器将检测到的电流信号通过导线传送给所述测控板。

4.根据权利要求1所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述测控板由单片机模块、CPLD模块、AD采样模块、DA输出电压控制模块、1路网络电口、1路RS422通讯端口、5路RS232通讯端口组成；所述单片机模块主控芯片是STM32F407，所述CPLD模块主控芯片是EPM570，所述单片机模块和CPLD模块之间通过并行总线传递数字信号，所述AD采样模块和CPLD模块之间通过并行总线连接，所述DA输出电压控制模块和所述CPLD模块之间通过并行总线连接，所述1路RS422通讯端口和所述CPLD模块之间通过数据线连接，所述1路网络电口和所述单片机模块之间通过数据线连接，所述5路RS232通讯端口和所述单片机模块之间通过数据线连接。

5.根据权利要求4所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述AD采样模块的主控芯片为AD7606，AD7606芯片为16位、200ksps双极性输入同步采样的8通道AD芯片。

6.根据权利要求4所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述DA输出电压控制模块主控芯片为AD5666，AD5666为低功耗、四通道16位DAC，内置最大10ppm/℃基准电压源。

7.根据权利要求6所述的高精度直流电流互感器试验装置，其特征在于：所述DA输出电压控制模块由AD5666电压控制电路和继电器输出电路组成。