CN211859684U - 一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置 - Google Patents

Abstract

一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，包括壳体，设有AC220V接口、开关电源按钮、彩色液晶屏、输出插座1、2的面板，充电模块，控制模块，主芯片电路，逆变模块和点阵液晶模块，充电模块包括依次串联的充电器、锂电池组、电池电量采集电路、主芯片电路，逆变模块包括串联的逆变器和电压电流采集电路，锂电池组和主芯片电路均与控制模块输入端连接，逆变器与控制模块输出端连接，电压电流采集电路分别与主芯片电路、输出插座1、输出插座2连接，主芯片电路与点阵液晶模块连接，点阵液晶模块与彩色液晶屏连接；本实用新型采用大容量锂电池组储能，经逆变器转换为稳定的220V交流电压，满足变电站现场高压试验的需要。

Description

一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置

技术领域

本实用新型属于便携式交直流电源装置技术领域，具体涉及一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置。

背景技术

高压电气设备在制造或检修过程中，由于材质或工艺存在瑕疵，或者由于操作人员的一时疏忽，容易在电气设备内部留下潜伏性的缺陷，如果将存在缺陷的电气设备投入电力系统运行，有的当时就会发生事故，有的虽然暂时不发生事故，但在运行一段时间后，由于受电动力、湿度和温度等的作用，原有的缺陷进一步发展，最后也会扩大为事故。电气设备在运行中发生事故，通常会引起严重后果，不仅设备损坏，而且造成线路跳闸，供电中断，严重影响社会生活秩序和生产活动。为了防止电气设备在投入运行时或运行中发生事故，必须对电气设备进行高压试验，以便及时发现设备中潜伏的缺陷，因此高压试验是防止电气事故的重要手段，对电力系统安全运行具有重要意义。

变电站的高压试验现场需要使用多种试验仪器，绝大部分试验仪器都是交流220V供电，现常用的试验电源箱为线缆式，需在变电站内检修电源箱进行连接，但是由于变电站内试验场所的复杂性，可能出现以下问题：（1）检修电源箱距离过远，打开不方便，连线不安全，距离过远时，普通线轴距离不够，多次转接延长后，线缆混乱，妨碍高压试验人员的移动，容易造成安全隐患；线缆连接工作强度过大，浪费时间，有时候全站停电，虽然应急车提供供电电源，还需要线轴长距离拖拽，不方便，费时费力；（2）新建变电站未投运时，检修电源箱也未运行，造成现场没有试验所用的工频电源；（3）发电机电压、频率不稳定、噪音大，高压试验现场也经常会使用发电机，自带发电机输出的电压不稳，频率也不一定是纯正50Hz正弦波，而许多试验仪器对电源电压稳定性及频率要求较高，电压不稳，频率不是50Hz都会造成试验结果不准确，甚至仪器因电源不稳而损坏。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本实用新型提供一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，采用大容量锂电池组储能，经逆变器转换输出纯50Hz正弦波，电压为稳定的交流220V，可满足变电站现场进行高压试验的需要，给仪器提供安全可靠的便携式交直流供电电源。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，包括面板、壳体和设置在所述壳体中的电源系统，所述面板上设有AC220V接口、开关电源按钮、彩色液晶屏、输出插座1、输出插座2，所述电源系统包括充电模块、控制模块、主芯片电路、逆变模块和点阵液晶模块，所述充电模块包括依次串联的充电器、锂电池组、电池电量采集电路、主芯片电路，所述充电器的输入端与面板上的AC220V接口连接，所述逆变模块包括串联的逆变器和电压电流采集电路，所述锂电池组和所述主芯片电路均与所述控制模块的输入端连接，所述逆变器与所述控制模块的输出端连接，所述电压电流采集电路分别与所述主芯片电路、输出插座1、输出插座2连接，所述主芯片电路与所述点阵液晶模块连接，所述点阵液晶模块与彩色液晶屏连接。

进一步的，所述输出插座1通过电源线与变压器变比测试仪的输入端连接。

进一步的，所述变压器变比测试仪的输出端分别通过高压测试线和低压测试线与变压器的高压端和低压端连接。

进一步的，所述彩色液晶屏采用4.3寸12V串口彩色液晶屏SDWa043T94。

进一步的，所述逆变器采用纯正弦波逆变器BERT55。

进一步的，所述锂电池组由单节2200mAH的18650锂电池采用六串十并连接方式组成24V22AH电池组。

本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型的锂电池组由单节2200mAH的18650锂电池采用六串十并连接方式组成24V22AH电池组，电池组自带智能保护板，供电稳定，有效防止不稳定电流对高压试验仪器的伤害；锂电池组采用低放电技术，大大减少电量的自然流失，可提供持续工作电流≥20A，瞬间启动电流≥30A，且支持5000次充放电循环，使用寿命更长，经济环保；

二、本实用新型的充电器采用具备过压保护，采用微控制器智能控制和管理电池、充满自停的锂电池组充电器、全新智能定时芯片，充电器进入恒电压状态足够时间后，自动停止充电，从根源上保护锂电池组，具备多重保护，安心使用；同时具备快速充电功能，提高充电效率，无记忆，可随时充电，更方便；其次，具备智能散热功能，大风口设计，避免过热，更安全，更静音；

三、本实用新型提供的便携式交直流电源装置，高压试验人员在变电站，可以不打开检修电源箱，就地便可得到交流220V供电电源，供给高压试验仪器使用，减少了拆接供电线缆的劳动强度，避免了短路、触电危险，提高了现场工作人员的安全性，增强了试验结果的稳定性；供给的交流220V电源电压稳定性及频率高，可避免由于电压、频率不稳造成的试验结果不准确、甚至仪器损坏的现象。

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为高压试验现场使用的便携式交直流电源装置的连接框图；

图2为便携式交直流电源装置的面板分布图；

图3为使用便携式交直流电源装置进行高压试验的连接图；

图4为点阵液晶模块连线图；

图5为电压电流采集电路连线图；

图6为逆变器连线图；

图7为电池电量采集电路连线图。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本实用新型技术方案为前提的最佳实施例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，如图1和2所示，包括面板、壳体和设置在所述壳体中的电源系统，所述面板上设有AC220V接口、开关电源按钮、彩色液晶屏、输出插座1、输出插座2，所述电源系统包括充电模块、控制模块、主芯片电路、逆变模块和点阵液晶模块；

所述充电模块包括依次串联的充电器、锂电池组、电池电量采集电路、主芯片电路，所述充电器的输入端与面板上的AC220V接口连接，所述充电器采用具备过压保护、充满自停的锂电池组充电器，全新智能定时芯片，充电器进入恒电压状态足够时间后，自动停止充电，从根源上保护锂电池组，具备多重保护，可安心使用，其次具备快速充电功能，提高充电效率，无记忆，可随时充电，更方便，具备智能散热功能，大风口设计，避免过热，更安全，更静音；所述锂电池组由单节2200mAH的18650锂电池采用六串十并连接方式组成24V22AH电池组，电池组自带智能保护板，供电稳定，有效防止不稳定电流对高压试验仪器的伤害，其次，锂电池组采用低放电技术，大大减少电量的自然流失，提供持续工作电流≥20A，瞬间启动电流≥30A，支持5000次充放电循环，使用寿命更长，经济环保；主芯片使用高性能的STM32F103VET6，具有ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，STM32F103VET6增强型系列工作于-40°C至+105°C的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求；

所述逆变模块包括串联的逆变器和电压电流采集电路，所述锂电池组和所述主芯片电路均与所述控制模块的输入端连接，所述逆变器与所述控制模块的输出端连接，所述逆变器采用纯正弦波逆变器BERT55，所述电压电流采集电路分别与所述主芯片电路、输出插座1、输出插座2连接，所述输出插座1通过电源线与变压器变比测试仪的输入端连接，所述变压器变比测试仪的输出端分别通过高压测试线和低压测试线与变压器的高压端和低压端连接；

如图4所示，所述主芯片电路与所述点阵液晶模块连接，所述点阵液晶模块与彩色液晶屏连接，所述彩色液晶屏采用4.3寸12V串口彩色液晶屏SDWa043T94，该屏幕可使用VGUS组态软件开发，内置16M字节Flash内存，支持硬件JPG解码、音视频播放、U盘下载等功能，通过四条串口指令，对液晶模块的寄存器接口、变量存储器接口、实时曲线接口、扩展指令接口进行操作，可轻松实现快速连接，装置使用主芯片ARM内部集成USART1口的PE10、PE11引脚分别与液晶模块的DIN、DOUT脚硬件连接，设置USART1口为115200波特率、8数据位、1位停止位、无校验位的半双工状态，实现装置输出电压、输出电流、剩余工作时间的刷新显示，给试验人员更直观的安全保障；

如图5所示，装置A/D芯片采用ADE7758，ADE7758集成了二阶∑-D模数转换器、数字积分器、基准电路、温度传感器、以及所有进行有功、无功和电能计量以及有效值计量所需的信号处理元件，装置逆变器电路输出的交流电压、电流通过电压、电流传感器，输出模拟量0~5V，模拟量分别连接ADE7758的第16脚VAP电压输入和第5脚IAP电流输入，通过主芯片ARM内部集成SPI1接口，使用同步串行接口的串行时钟信号输出PB0与ADE7758的AD_SCLK连接，使用同步串行接口的数据输出PB1与ADE7758的AD_DIN连接，使用同步串行接口的数据输入PB2与ADE7758的AD_DOUT连接，配置SPI1接口的时钟频率为5MHz，A/D转换数据在AD_SCLK信号的上升从AD_DOUT引脚传输给主芯片电路；

如图6所示，装置选用纯正弦波逆变器BERT55，它将DC24V锂电池组，转换成AC220V，功率最大可达3000W，可同时给2台高压试验仪器提供电源，BERT55选用双IC设计，多方兼容、瞬间启动、更低功耗，采用背部双智能风扇，高速散热风扇由温度控制，在高温或者带有一定负载才会启动，可快速散热，科学合理降温有效提高转换效率，保护锂电池组；内部选用优质的纯铜导电线，并采用螺旋扭合结构提升转换率、抗干扰性强，装置通过直径20mm的连接线连接锂电池组、控制模块、逆变器，控制模块输出的DC24V电压通过逆变器的正弦波电路转换成AC220V电压，该电压进入电压电流采集电路，最终连接到输出插座1和输出插座2；

如图7所示，电池电量采集选用HX70B芯片，适用各种锂电池、铅酸电池、镍氢电池，装置的锂电池组输出直流24V电压并联连接HX70B输入引脚，HX70B电量输出指示引脚VD1(25%电量)、VD2(50%电量)、VD3(75%电量)、VD4(100%电量)分别连接光电耦合器TLP521-4的第2、4、6、8输入引脚；光电耦合器TLP521-4将电量信息的模拟信号和主芯片电路数字信号进行隔离，通过第10、12、14、16输出引脚和主芯片电路的PC10、PC11、PC12、PC13进行连接，作为Battery-1、Battery-2、Battery-3、attery-4的状态采集，其中主芯片的PC10、PC11、PC12、PC13需配置成内部电阻上拉输入模式，输入最高频率设置成1MHz。

一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置的应用：

在变电站现场进行高压试验时，大多数需要全站停电，即便不停电检修电源箱距离也可能过远，这时可以使用本发明“便携式交直流电源装置”给高压试验仪器提供AC220V电源，仪器包括变压器直流电阻测试仪、变压器变比测试仪、变压器有载分接开关测试仪等，如图3所示，为现场使用接线图，操作过程如下：

（1）使用高、低压测试线连接变压器变比测试仪和变压器的高、低压端；

（2）使用电源线连接便携式交直流电源装置的输出插座1和变压器变比测试仪的电源输入端；

（3）开启便携式交直流电源装置的开关电源按钮，输出AC220V；

（4）开启变压器变比测试仪的电源开关，开始试验测量；

（5）测量完毕后，分别断开变压器变比测试仪及便携式交直流电源装置的电源开关，断开电源线，收起高、低压测试线。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，包括面板、壳体和设置在所述壳体中的电源系统，所述面板上设有AC220V接口、开关电源按钮、彩色液晶屏、输出插座1、输出插座2，所述电源系统包括充电模块、控制模块、主芯片电路、逆变模块和点阵液晶模块，所述充电模块包括依次串联的充电器、锂电池组、电池电量采集电路、主芯片电路，所述充电器的输入端与面板上的AC220V接口连接，所述逆变模块包括串联的逆变器和电压电流采集电路，所述锂电池组和所述主芯片电路均与所述控制模块的输入端连接，所述逆变器与所述控制模块的输出端连接，所述电压电流采集电路分别与所述主芯片电路、输出插座1、输出插座2连接，所述主芯片电路与所述点阵液晶模块连接，所述点阵液晶模块与彩色液晶屏连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，所述输出插座1通过电源线与变压器变比测试仪的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，所述变压器变比测试仪的输出端分别通过高压测试线和低压测试线与变压器的高压端和低压端连接。

4.根据权利要求1所述的一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，所述彩色液晶屏采用4.3寸12V串口彩色液晶屏SDWa043T94。

5.根据权利要求1所述的一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，所述逆变器采用纯正弦波逆变器BERT55。

6.根据权利要求1所述的一种高压试验现场使用的便携式交直流电源装置，其特征在于，所述锂电池组由单节2200mAH 的18650锂电池采用六串十并连接方式组成24V22AH电池组。

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