CN208459488U - 一种馈线自动化测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种馈线自动化测试仪，包括：转换模块，用于将电压转换为检测电流；电源模块，用于通过转换模块输出用于外接负载检测的电流；控制模块，用于根据外接负载两端的电压来控制电源模块的输出电压。本实用新型提供的技术方案仪器设备的可靠性高；电源利用率提高，散热器体积缩小，有利于降低测试仪体积和重量；多个功率输出管并联，使发热更加分散，散热难度降低，可改善功率输出管工作环境。

Description

一种馈线自动化测试仪

技术领域

本实用新型属于馈线电自动化测试技术领域，具体涉及一种馈线自动化测试仪。

背景技术

随着城市电网建设的快速发展，配电自动化系统在电网安全可靠运行中所起的重要作用日益突出。配电自动化系统的核心功能是以故障定位、隔离和供电恢复为目标的馈线自动化。当配电网络中某点发生故障时，会导致同一供电区域停电，情况严重时会导致大面积停电。因而，馈线自动化系统要尽快切除故障区域，然后完成非故障区域恢复供电。馈线自动化系统在实际投入应用前都要对其进行各种功能测试，测试仪器要求能输出交流激励电流，其电流大于30A，带负载能力大于0.2欧姆。目前馈线自动化测试仪存在带负载能力弱的问题，如果线路太长，会导致电流波形失真。如果增大供电电压，则可以提高带负载能力，但是当负载很小或者短接时，消耗在功率管上的功率太大，就需要增加很大的散热器，处理不当容易烧坏功率管。

因此，需要提供一种馈线自动化测试仪来解决现有技术的不足。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种馈线自动化测试仪。

一种馈线自动化测试仪，包括：

转换模块，用于将电压转换为检测电流；

电源模块，用于通过转换模块输出用于外接负载检测的电流；

控制模块，用于根据外接负载两端的电压来控制电源模块的输出电压。

进一步的，所述转换模块包括功率输出管和驱动电路；所述驱动电路的输出端与所述功率输出管的输入端连接；所述功率输出管的输出端作为馈线自动化测试仪的检测电流输出端。

进一步的，所述电源模块包括电压可调功率电源；所述电压可调功率电源通过功率输出管输出用于外接负载检测的电流。

进一步的，所述控制模块包括控制器；所述控制器根据外接负载两端的电压来控制电压可调功率电源的输出电压；所述控制器通过驱动电路驱动功率输出管。

进一步的，还包括：第一处理模块，用于对控制模块输出的第一控制信号进行处理，产生电源模块的控制信号；和/或，

第二处理模块，用于对控制模块输出的第二控制信号进行处理，产生驱动转换模块的驱动信号；和/或，

第三处理模块，用于回采外接负载的电压反馈至控制模块；和/或，

第四处理模块，用于将采样电阻的电压转换成电流反馈至转换模块；

以上四种中的至少一种。

进一步的，所述第一处理模块包括第一数模转换器和第一运算放大器；所述控制器的输出端与所述第一数模转换器的输入端连接，所述第一数模转换器的输出端与所述第一运算放大器的输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述电压可调功率电源的输入端连接。

进一步的，所述第二处理模块包括第二数模转换器、低通滤波器和第二运算放大器；所述控制器的输出端与所述第二数模转换器的输入端连接，所述第二数模转换器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述第二运算放大器的一个输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述功率输出管的输入端连接。

进一步的，所述第三处理模块包括模数转换器和第三运算放大器；所述外接负载与所述第三运算放大器的输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述控制器连接。

进一步的，所述第四处理模块包括采样电阻和第四运算放大器；所述采样电阻的输入端与输出端分别与所述第四运算放大器的两个输入端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的另一个输入端连接。

进一步的，所述功率输出管包括多个并联的功率管；

所述功率管为MOS管、晶体管和IGBT的以上三种中的至少一种。

进一步的，所述电源模块还包括：升压电源，用于将所述电压可调功率电源的输出电压进行提升，输出给驱动电路。

与最接近的现有技术比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的技术方案在提升馈线自动化测试仪电流输出带载能力的基础上，当负载电阻较小时，功率输出管不会发热严重，提高仪器设备的可靠性。同时，电源利用率提高，散热器体积缩小，有利于降低测试仪体积和重量。另外，多个功率输出管并联，使发热更加分散，散热难度降低，因此可改善功率输出管工作环境。

附图说明

图1为本实用新型的硬件电路结构示意图；

图2为本实用新型的控制逻辑图。

其中，1-电压可调功率电源；2-升压电源；3-功率输出管；4-驱动电路；5-控制器；6-负载；7-第一数模转换器；8-第二数模转换器；9-采样电阻；10-模数转换器；11-第一运算放大器；12-第二运算放大器；13-第三运算放大器；14-第四运算放大器；15-低通滤波器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出了一种馈线自动化测试仪，有助于改善馈线自动化测试仪电流输出带载能力，提高功率电源使用率，且不增加额外热量消耗。

如图1所示是本实用新型的结构示意图。一种馈线自动化测试仪包括：

电源模块，包括电压可调功率电源1和升压电源2，用于提供电能；

转换模块，包括功率输出管3和驱动电路4，用于将电源输出的电压转换为检测电流；

控制模块，包括控制器5，用于控制其他模块的输出；

第一处理模块，包括第一数模转换器7和第一运算放大器11，用于对控制模块输出的第一控制信号进行处理，产生电源的控制信号；

第二处理模块，包括第二数模转换器8、低通滤波器15和第二运算放大器12，用于对控制模块输出的第二控制信号进行处理，产生驱动转换模块的驱动信号；

第三处理模块，包括模数转换器10和第三运算放大器13，用于回采外接负载的电压反馈至控制模块；

第四处理模块，包括采样电阻9和第四运算放大器14，用于电流负反馈，实现电压转换成电流。

电压可调功率电源1通过功率输出管3向负载6提供所需能源。要求该电源具备输出电压可程控功能，实际运行中会根据负载电压调整其输出电压。

升压电源2输入由电压可调功率电源1提供，升压2V左右后，不要求与输入电源电气隔离。升压的目的是补偿驱动电路4的上下管压降，提高输出电压能力。其输出连接至驱动电路4。

控制器5通过第二数模转换器8、低通滤波器15、第二运算放大器12、驱动电路4驱动功率输出管3，在采样电阻9、负载6上产生电流。采样电阻9采样电流信号经第四运算放大器14负反馈至第二运算放大器12，实现电流转换电压的功能。

控制器5可通过控制线控制电压可调功率电源1的输出电压。控制器5回采负载6的两端电压，作为控制电压可调功率电源1的依据。目的是在负载两端电压不削顶的前提下，尽量降低功率输出管供电电压，达到降低功率输出管自身功耗，改善其工作环境。

功率输出管3是电流输出的最后执行部件，通过多个并联，可以有效降低Vce压降，提升输出电压能力，即带负载能力。

如图2所示是本实用新型的控制逻辑流程图。控制器控制功率电源输出最高电压，然后正常输出电流信号，再通过负载电压回采，看负载电压是否有微小削顶。如果无微小削顶则降低功率电源输出电压，如果有微小削顶则返回继续检测。

一种用于馈线自动化测试仪的输出电流控制方法，包括以下步骤：

为接入检测仪的外接负载提供检测电流，并实时采集外接负载两端的电压；

将采集的电压转换为反馈信号；

根据所述反馈信号，对电压可调功率电源的输出进行调整；

对调整后的输出电压进行调整，输出检测电流。

根据所述反馈信号对功率输出管的驱动电路进行调整，以提高功率输出管的驱动精准度。

1)控制器5通过第一数模转换器7、第一运算放大器11输出模拟量控制电压可调功率电源1，使其输出最高电压。

2)控制器5通过第二数模转换器8输出模拟量，经过低通滤波器15、第二运算放大器12、驱动电路4驱动功率输出管3输出电流信号。

3)采样电阻9的采样电流值，经过第四运算放大器14转换成模拟电压量叠加在第二运算放大器12上，形成电流负反馈，实现电流转换电压的功能。

4)负载6的电压值经过第三运算放大器13回采，再经模数转换器10转化成数字信号，进入控制器5。

5)控制器5根据负载6的电压值，通过第一数模转换器7、第一运算放大器11调整功率电源1的输出电压，令输出电压＝负载电压+ΔV，这里ΔV等于3V左右。

6)考虑到前级驱动会带来压降，升压电源2将功率电源1的输出电压提升2V左右，再给驱动电路4。例：功率电源是±15V，则前级驱动电压需要±17V。

7)当功率输出管在输出较大电流时，其Vce压降较大，通过多只功率输出管并联，单个输出管载流量减小，其Vce压降变小；或者是功率输出管也可以采用MOS管，其管压降更低，ΔV可取2.5V左右，因此能提高输出电压能力，即带负载能力。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种馈线自动化测试仪，其特征在于，包括：

转换模块，用于将电压转换为检测电流；

电源模块，用于通过转换模块输出用于外接负载检测的电流；

控制模块，用于根据外接负载两端的电压来控制电源模块的输出电压；

所述转换模块包括功率输出管和驱动电路；所述驱动电路的输出端与所述功率输出管的输入端连接；所述功率输出管的输出端作为馈线自动化测试仪的检测电流输出端；

所述电源模块包括电压可调功率电源；所述电压可调功率电源通过功率输出管输出用于外接负载检测的电流；

所述控制模块包括控制器；所述控制器根据外接负载两端的电压来控制电压可调功率电源的输出电压；所述控制器通过驱动电路驱动功率输出管。

2.如权利要求1所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，还包括：第一处理模块，用于对控制模块输出的第一控制信号进行处理，产生电源模块的控制信号；和/或，

第二处理模块，用于对控制模块输出的第二控制信号进行处理，产生驱动转换模块的驱动信号；和/或，

第三处理模块，用于回采外接负载的电压反馈至控制模块；和/或，

第四处理模块，用于将采样电阻的电压转换成电流反馈至转换模块；

以上四种中的至少一种。

3.如权利要求2所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，

所述第一处理模块包括第一数模转换器和第一运算放大器；

所述控制器的输出端与所述第一数模转换器的输入端连接，所述第一数模转换器的输出端与所述第一运算放大器的输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述电压可调功率电源的输入端连接。

4.如权利要求2所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，所述第二处理模块包括第二数模转换器、低通滤波器和第二运算放大器；

所述控制器的输出端与所述第二数模转换器的输入端连接，所述第二数模转换器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述第二运算放大器的一个输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与功率输出管的输入端连接。

5.如权利要求2所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，所述第三处理模块包括模数转换器和第三运算放大器；所述外接负载与所述第三运算放大器的输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述控制器连接。

6.如权利要求2所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，所述第四处理模块包括采样电阻和第四运算放大器；所述采样电阻的输入端与输出端分别与所述第四运算放大器的两个输入端连接，所述第四运算放大器的输出端与第二运算放大器的另一个输入端连接。

7.如权利要求1所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，所述功率输出管包括多个并联的功率管；

所述功率管为MOS管、晶体管和IGBT的以上三种中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种馈线自动化测试仪，其特征在于，所述电源模块还包括：升压电源，用于将所述电压可调功率电源的输出电压进行提升，输出给驱动电路。