CN207924038U - 继电保护测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种继电保护测试仪，包括单片机、译码器、开关量装置、驱动电路、无线传输模块、光电隔离电路、D/A转换器、低通滤波电路、功率放大电路、开关电源电路和过流保护电路，译码器的一端与单片机连接，译码器的另一端与开关量装置连接，开关量装置还与单片机连接，无线传输模块与单片机连接，驱动电路的一端与译码器连接；开关电源电路包括电压输入端、电压输出端、八脚时基芯片、集成运算放大器、第一滑动变阻器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一三极管和第二三极管。本实用新型通讯方式较为灵活、减少接线的麻烦、电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

继电保护测试仪

技术领域

本实用新型涉及电力测试领域，特别涉及一种继电保护测试仪。

背景技术

继电保护测试仪是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展，应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。微机继电保护测试仪以称为微机继电保护校验仪、微机继保仪、继电保护测试仪、三相继电保护测试仪、继保测试仪、三相继保测试仪、三相继电保护校验仪、继保校验仪、三相继保校验仪或继保仪。传统的继电保护测试仪与PC机的通讯方式采用有线方式，通讯方式较为单一，另外还存在接线的麻烦。传统的继电保护测试仪的电路部分结构复杂，硬件成本较高。另外，传统的继电保护测试仪的电路部分由于缺少相应的保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种通讯方式较为灵活、减少接线的麻烦、电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的继电保护测试仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种继电保护测试仪，包括单片机、译码器、开关量装置、驱动电路、无线传输模块、光电隔离电路、D/A转换器、低通滤波电路、功率放大电路、开关电源电路和过流保护电路，所述译码器的一端与所述单片机连接，所述译码器的另一端与所述开关量装置连接，所述开关量装置还与所述单片机连接，所述无线传输模块与所述单片机连接，所述驱动电路的一端与所述译码器连接，所述驱动电路的另一端与光电隔离电路的一端连接，所述光电隔离电路的另一端与所述D/A转换器连接，所述D/A转换器还分别与所述单片机和低通滤波电路连接，所述低通滤波电路与所述功率放大电路连接，所述功率放大电路分别与所述开关电源电路和过流保护电路连接，所述功率放大电路和开关量装置还连接保护装置；

所述开关电源电路包括电压输入端、电压输出端、八脚时基芯片、集成运算放大器、第一滑动变阻器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一三极管和第二三极管，所述电压输入端分别与所述第二电阻的一端和第一二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、八脚时基芯片的第四引脚、第八引脚、第二三极管的基极和第一滑动变阻器的一个固定端和滑动端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述八脚时基芯片的第一引脚通过所述第三电容接地，所述八脚时基芯片的第五引脚接地，所述第二三极管的发射极与所述第一滑动变阻器的另一个固定端连接，所述第二三极管的集电极分别与所述八脚时基芯片的第二引脚、第六引脚、第七引脚、第一电容的一端和集成运算放大器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第一三极管的集电极分别与所述第一二极管的阴极、集成运算放大器的正极电源引脚连接，所述集成运算放大器的负极电源引脚接地，所述集成运算放大器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述集成运算放大器的反相输入端、第三电阻的一端、第二电容的一端和电压输出端连接，所述第三电阻的另一端和第二电容的另一端均接地，所述第一二极管的型号为E-701，所述第三电阻的阻值为36kΩ，所述第四电阻的阻值为45kΩ。

在本实用新型所述的继电保护测试仪中，所述开关电源电路还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第四电容的另一端与所述集成运算放大器的输出端连接，所述第四电容的电容值为240pF。

在本实用新型所述的继电保护测试仪中，所述开关电源电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ。

在本实用新型所述的继电保护测试仪中，所述开关电源电路还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第六电阻的另一端与所述集成运算放大器的正极电源引脚连接，所述第六电阻的阻值为22kΩ。

在本实用新型所述的继电保护测试仪中，所述无线传输模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

在本实用新型所述的继电保护测试仪中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

实施本实用新型的继电保护测试仪，具有以下有益效果：由于设有单片机、译码器、开关量装置、驱动电路、无线传输模块、光电隔离电路、D/A转换器、低通滤波电路、功率放大电路、开关电源电路和过流保护电路，采用无线传输模块可以增加通讯方式的灵活性，开关电源电路包括电压输入端、电压输出端、八脚时基芯片、集成运算放大器、第一滑动变阻器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一三极管和第二三极管，该开关电源电路相对于传统的电源电路，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，第一二极管和第四电阻均用于进行限流保护，因此通讯方式较为灵活、减少接线的麻烦、电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型继电保护测试仪一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中开关电源电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型继电保护测试仪实施例中，该继电保护测试仪的结构示意图如图1所示。图1中，该继电保护测试仪包括单片机1、译码器2、开关量装置3、驱动电路4、无线传输模块5、光电隔离电路6、D/A转换器7、低通滤波电路8、功率放大电路9、开关电源电路10和过流保护电路11，其中，译码器2的一端与单片机1连接，译码器2的另一端与开关量装置3连接，开关量装置3还与单片机1连接，无线传输模块5与单片机1连接，驱动电路4的一端与译码器2连接，驱动电路4的另一端与光电隔离电路6的一端连接，光电隔离电路6的另一端与D/A转换器7连接，D/A转换器7还分别与单片机1和低通滤波电路8连接，低通滤波电路8与功率放大电路9连接，功率放大电路9分别与开关电源电路10和过流保护电路11连接，功率放大电路9和开关量装置3还连接保护装置。

该继电保护测试仪启动后，开关量装置3检测各个电路信号，并将检测结果传给单片机1，单片机1对检测结果进行分析处理，当保护装置存在问题时，单片机1将问题通过无线传输模块5反馈给监控终端，由监控终端的屏幕输出，当保护装置没有问题时，监控终端继续通过无线传输模块5、单片机1、译码器2和驱动电路4等继续给保护装置发送各种检测信号。

本实施例中，采用无线传输模块5可以增加通讯的灵活性，不再局限于某一种通讯方式，减少接线的麻烦。该无线传输模块5可以是蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等，通过设置多种无线通讯方式，可以满足不同用户和不用场合的需求。尤其是当采用LoRa模块时，其通讯距离较远，且通讯性能较为稳定，适用于对通讯质量要求较高的场合。

图2为本实施例中开关电源电路的电路原理图，该开关电源电路10包括电压输入端Vi、电压输出端Vo、八脚时基芯片U1、集成运算放大器U2、第一滑动变阻器RP1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第一三极管Q1和第二三极管Q2，其中，电压输入端Vi分别与第二电阻R2的一端和第一二极管D1的阳极连接，第二电阻R2的另一端分别与第四电阻R4的一端、八脚时基芯片U1的第四引脚、第八引脚、第二三极管Q2的基极和第一滑动变阻器RP1的一个固定端和滑动端连接，第四电阻R4的另一端接地，八脚时基芯片U1的第一引脚通过第三电容C3接地，八脚时基芯片U1的第五引脚接地，第二三极管Q2的发射极与第一滑动变阻器RP1的另一个固定端连接，第二三极管Q2的集电极分别与八脚时基芯片U1的第二引脚、第六引脚、第七引脚、第一电容C1的一端和集成运算放大器U2的同相输入端连接，第一电容C1的另一端接地。

第一三极管Q1的集电极分别与第一二极管D1的阴极、集成运算放大器U2的正极电源引脚连接，集成运算放大器U2的负极电源引脚接地，集成运算放大器U2的输出端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极分别与集成运算放大器U2的反相输入端、第三电阻R3的一端、第二电容C2的一端和电压输出端Vo连接，第三电阻R3的另一端和第二电容C2的另一端均接地。

该开关电源电路10相对于传统的电源电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1用于对电压输入端Vi与第一三极管Q1之间的支路进行限流保护，第三电阻R3用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，第四电阻R4用于对八脚时基芯片U1的第四引脚和第一引脚之间的支路进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为E-701，第三电阻R3的阻值为36kΩ，第四电阻R4的阻值为45kΩ，八脚时基芯片U1的型号为NE555。当然，在实际应用中，第一二极管D1可以根据具体情况选择其他型号具有类似功能的二极管，第三电阻R3的阻值和第四电阻R4的阻值均可以根据具体情况进行相应调整，八脚时基芯片U1也可以根据具体情况选择其他型号具有类似功能的芯片。

本实施例中，八脚时基芯片U1、第一滑动变阻器RP1、第一三极管Q1和第一电容C1等组成无稳态多谐振荡器，振荡频率由第一滑动变阻器RP1和第一电容C1决定，集成运算放大器U2接成电压比较放大器，取自第三电阻R3的电压加到集成运算放大器U2的反相输入端，第一电容C1上的锯齿电压加至集成运算放大器U2的同相输入端，当电压输入端Vi的电压由于某种原因上升时，使集成运算放大器U2输出的矩形波占空比减小，第一三极管Q1的导通时间缩短，使第二电容C2上的平均电压减小，反之，当电压输入端Vi的电压下降时，第一三极管Q1的导通时间加长，第二电容C2上的电压增加，达到稳压的目的。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第二三极管Q2为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，第二三极管Q2也可以为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该开关电源电路10还包括第四电容C4，第四电容C4的一端与第一三极管Q1的基极连接，第四电容C4的另一端与集成运算放大器U2的输出端连接。第四电容C4为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与集成运算放大器U2之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为240pF，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值也可以根据情况进行相应调整。

本实施例中，该开关电源电路10还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与第二电阻R2的另一端连接，第五电阻R5的另一端与第二三极管Q2的基极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第二三极管Q2的基极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为35kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该开关电源电路10还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第一三极管Q1的集电极连接，第六电阻R6的另一端与集成运算放大器U2的正极电源引脚连接。第六电阻R6为限流电阻，用于对集成运算放大器U2的正极电源引脚所在的支路进行限流保护，以使得电路的安全性和可靠性得到进一步提高。值得的一提的是，本实施例中，第六电阻R6的阻值为22kΩ，当然，在实际应用中，第六电阻R6的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，译码器2、开关量装置3、驱动电路4、光电隔离电路6、D/A转换器7、低通滤波电路8、功率放大电路9和过流保护电路11均采用现有技术中的结构。

总之，本实施例中，由于采用无线传输模块5，这样就可以增加通讯的灵活性，不再局限于某一种通讯方式，可以减少接线的麻烦。另外，该开关电源电路10相对于传统的电源电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。该开关电源电路10中设有限流二极管和限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (6)

1.一种继电保护测试仪，其特征在于，包括单片机、译码器、开关量装置、驱动电路、无线传输模块、光电隔离电路、D/A转换器、低通滤波电路、功率放大电路、开关电源电路和过流保护电路，所述译码器的一端与所述单片机连接，所述译码器的另一端与所述开关量装置连接，所述开关量装置还与所述单片机连接，所述无线传输模块与所述单片机连接，所述驱动电路的一端与所述译码器连接，所述驱动电路的另一端与光电隔离电路的一端连接，所述光电隔离电路的另一端与所述D/A转换器连接，所述D/A转换器还分别与所述单片机和低通滤波电路连接，所述低通滤波电路与所述功率放大电路连接，所述功率放大电路分别与所述开关电源电路和过流保护电路连接，所述功率放大电路和开关量装置还连接保护装置；

所述开关电源电路包括电压输入端、电压输出端、八脚时基芯片、集成运算放大器、第一滑动变阻器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第一三极管和第二三极管，所述电压输入端分别与所述第二电阻的一端和第一二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、八脚时基芯片的第四引脚、第八引脚、第二三极管的基极和第一滑动变阻器的一个固定端和滑动端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述八脚时基芯片的第一引脚通过所述第三电容接地，所述八脚时基芯片的第五引脚接地，所述第二三极管的发射极与所述第一滑动变阻器的另一个固定端连接，所述第二三极管的集电极分别与所述八脚时基芯片的第二引脚、第六引脚、第七引脚、第一电容的一端和集成运算放大器的同相输入端连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第一三极管的集电极分别与所述第一二极管的阴极、集成运算放大器的正极电源引脚连接，所述集成运算放大器的负极电源引脚接地，所述集成运算放大器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极分别与所述集成运算放大器的反相输入端、第三电阻的一端、第二电容的一端和电压输出端连接，所述第三电阻的另一端和第二电容的另一端均接地，所述第一二极管的型号为E-701，所述第三电阻的阻值为36kΩ，所述第四电阻的阻值为45kΩ。

2.根据权利要求1所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述开关电源电路还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一三极管的基极连接，所述第四电容的另一端与所述集成运算放大器的输出端连接，所述第四电容的电容值为240pF。

3.根据权利要求2所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述开关电源电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ。

4.根据权利要求3所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述开关电源电路还包括第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第六电阻的另一端与所述集成运算放大器的正极电源引脚连接，所述第六电阻的阻值为22kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述无线传输模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、WCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。