CN213338401U - 信号测控装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力信号测控技术领域，尤其是涉及一种信号测控装置。信号测控装置通过第一端口连接上位机和控制电路板，将上位机发出的指令数据通过第一端口传输至控制电路板，控制电路板对指令数据进行解析并产生多路电控信号；通过第二端口连接控制电路板和待控设备，使得控制电路板产生的多路电控信号通过第二端口传输至待控设备。所述信号测控装置通过控制电路板能够根据上位机的指令模拟产生多路幅值、相位、频率、谐波可控的电压、电流等电量信号，多路电量信号再传输至二次设备，即增加了信号测控装置的信号通道，从而更加全面地获取信号、数据以及二次设备的继电保护可能触发保护动作的全部现象，进而能够更加真实地还原设备的故障现象。

Description

信号测控装置

技术领域

本申请涉及电力信号测控技术领域，尤其是涉及一种信号测控装置。

背景技术

轨道交通变电所是改变电压的场所，是电力系统中对电能的电压和电流进行交换、集中和分配的场所，为保证电能的质量及设备的安全，在变电所中还需要进行电压调整、潮流控制及输配电线路和主要电工设备的保护。

为了体现继电保护的特性，现有技术中提出了信号测控装置，以通过信号测控装置对信号、数据的分析，了解继电保护触发保护动作时的现象。但现有的信号测控装置一次只能模拟一条回路的信号，无法真实还原继电保护触发保护动作时的全部现象，使故障分析和触发故障的类型都有一定的局限性。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种信号测控装置，以解决现有技术中的信号测控装置一次只能模拟一条回路的信号，无法真实还原继电保护触发保护动作时的全部现象的技术问题。

本实用新型提供了一种信号测控装置，包括第一端口、第二端口和控制电路板；

所述第一端口连接上位机和所述控制电路板，所述上位机发出的指令数据通过所述第一端口传输至所述控制电路板，所述控制电路板对所述指令数据进行解析并产生多路电控信号；

所述第二端口连接所述控制电路板和待控设备，所述控制电路板产生的多路电控信号通过所述第二端口传输至所述待控设备。

在上述技术方案中，可选地，所述控制电路板包括主控模块、信号产生模块、信号处理模块和通讯模块；

所述主控模块、所述信号产生模块和所述信号处理模块通过所述通讯模块连接；所述主控模块对所述上位机发出的指令数据进行接收和解析，并输出数字电控信号；所述信号产生模块接收所述数字电控信号，并产生多路对应的模拟量小功率电控信号；所述信号处理模块接收所述模拟量小功率电控信号，并产生对应的模拟量大功率电控信号；

所述模拟量大功率电控信号通过所述通讯模块和所述第二端口传输至所述待控设备。

在上述任一技术方案中，可选地，所述控制电路板还包括供电模块；

所述供电模块分别与所述主控模块、所述信号产生模块、所述信号处理模块和所述通讯模块电连接。

在上述任一技术方案中，可选地，所述信号测控装置还包括：

显示器件，与所述控制电路板通信连接，以显示所述电控信号的参数值。

在上述任一技术方案中，可选地，所述显示器件的数量为多个，多个所述显示器件一一对应地显示多路所述电控信号的参数值。

在上述任一技术方案中，可选地，多个所述显示器件的显示屏集成为一个液晶显示器。

在上述任一技术方案中，可选地，所述信号测控装置还包括壳体；

所述第一端口、所述第二端口和所述显示器件设置于所述壳体的外壁，所述控制电路板位于所述壳体内。

在上述任一技术方案中，可选地，所述壳体包括彼此相对设置的前面板和后面板；

所述显示器件嵌设于所述前面板，所述第一端口和所述第二端口嵌设于所述后面板。

在上述任一技术方案中，可选地，所述壳体的后面板上还设置有供电接口。

在上述任一技术方案中，可选地，所述壳体由金属材料形成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的信号测控装置，通过第一端口连接上位机和控制电路板，将上位机发出的指令数据通过第一端口传输至控制电路板，控制电路板对指令数据进行解析并产生多路电控信号；通过第二端口连接控制电路板和待控设备，使得控制电路板产生的多路电控信号通过第二端口传输至待控设备。

本实用新型提供的信号测控装置通过控制电路板能够根据上位机的指令模拟产生多路幅值、相位、频率、谐波可控的电压、电流等电量信号，多路电量信号再传输至二次设备(例如电工况柜)，即增加了信号测控装置的信号通道，从而更加全面地获取信号、数据以及二次设备的继电保护可能触发保护动作的全部现象，进而能够更加真实地还原设备的故障现象，无论是对于电路系统的电力操作员或学员，都能对故障的分析和触发故障的类型都有更清楚和全面的认识。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的信号测控装置的结构示意图。

附图标记：

1-壳体，11-前面板，12-后面板，2-控制电路板，3-第一端口，4-第二端口，5-显示器件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例的信号测控装置包括壳体1、第一端口3、第二端口4、控制电路板2和显示器件5。

下面结合图1具体描述根据本实施例的信号测控装置的上述部件的具体结构以及信号测控装置的工作原理。

壳体1作为保护部件，其可以形成为内部具有容纳空间的正方体、长方体或圆柱体等形状的壳体1结构，壳体1内的容纳空间用于容纳电控信号生成和控制的部分(即下述将具体说明的控制电路板2)，壳体1一方面能够起到对控制电路板2的防护作用，有效地保护控制电路板2免受机械碰撞，另一方面可将壳体1设计为金属壳体，即壳体1由金属材料制成，金属材料包括纯金属材料或金属合金材料，如镁合金材料，金属材料的壳体1可以有效地保护信号测控装置内的信号产生和传输不受外部信号的干扰；此外，壳体1的尺寸可以设计为标准尺寸，提高了本实施例的信号测控装置的通用性，便于信号测控装置的使用和安装。

优选地，参见图1所示，本实施例的壳体1为长方体结构，其一组彼此相对的侧壁的外壁面分别对应形成为前面板11和后面板12，前面板11和后面板12分别用于安装不同的连接端口和部件，使得信号测控装置的整体布局更为合理和紧凑，使用连接和安装更为方便。

参见图1所示，第一端口3开设于壳体1的后面板12，第一端口3可采用标准的连接器，便于信号测控装置的生产和使用。第一端口3用于连接上位机和控制电路板2，即通过数据传输线将上位机与第一端口3相连接，能够实现上位机与控制电路板2之间的数据传输，上位机发出的指令数据可通过第一端口3传输至控制电路板2，控制电路板2能够对指令数据进行解析并产生多路电控信号。

需要说明的是，第一端口3可为网口，采用TCP/IP协议，或为RS232接口，其可直接从上位机读取指令数据，并快速传输至控制电路板2。

控制电路板2能够对来自上位机的指令数据进行解析，并根据解析后的指令信号生成多路电控信号，电控信号可以为幅值、相位、频率、谐波可控的电压、电流等电量信号。

具体地，控制电路板2包括主控模块、信号产生模块、信号处理模块、通讯模块和供电模块。主控模块、信号产生模块和信号处理模块通过通讯模块连接，即主控模块、信号产生模块和信号处理模块之间通过通讯模块进行信号和数据的传输。其中，主控模块为主控器，其采用嵌入式单片机STM32，其能够对上位机发出的指令数据进行接收和解析，并输出数字电控信号至信号产生模块；信号产生模块为信号产生器，其可以选用DAC芯片，其能够接收数字电控信号，并产生多路对应的模拟量小功率电控信号；信号处理模块为信号处理器，其接收模拟量小功率电控信号，并对模拟量小功率电控信号进行整形和放大，以产生对应的模拟量大功率电控信号。通讯模块采用的是CAN通信和RS232串口通信芯片，完全兼容STM32的电平，中间不需要添加其他的电路结构。供电模块主要包括两个电源转换芯片，一个是±12VDC电源模块，另一个是3.3V电源模块，其中±12VDC电源模块与信号产生模块及信号处理模块电连接，以实现对信号产生模块及信号处理模块的供电，3.3V电源模块与主控模块以及通信模块电连接，以实现对主控模块和通信模块的供电。

因此，通过上述控制电路板2能够根据上位机的指令模拟产生多路幅值、相位、频率、谐波可控的电压、电流等电量信号，多路电量信号再通过通讯模块和第二端口4(下面实施例将具体说明第二端口4的结构和位置)传输至二次设备(例如电工况柜)，从而更加全面地获取信号、数据以及二次设备的继电保护可能触发保护动作的全部现象，进而能够更加真实地还原设备的故障现象，无论是对于电路系统的电力操作员或学员，都能对故障的分析和触发故障的类型都有更清楚和全面的认识。

此外，对于控制电路板2的各个模块，其可集成于同一电路板，亦可分别形成为不同的电路板并通讯连接。优选地，控制电路板2采用分布式架构，高内聚低耦合模块化设计，多种电路板通过总线进行通讯，合理的利用了壳体1内部的容纳空间，降低了设备的生产和维修难度。

参见图1所示，第二端口4也开设于壳体1的后面板12，第二端口4可采用标准的连接器，便于信号测控装置的生产和使用。第二端口4用于连接控制电路板2和待控设备(即上述所述的二次设备，具体可以为电工况柜)，通过数据传输线将待控设备与第二端口4相连接，能够实现控制电路板2与待控设备之间的数据传输，控制电路板2生成的多路电量信号可通过第二端口4快速传输至待控设备，以实现待控设备所需的多路电量信号的输入。

此外，为实现对本实施例的信号测控装置在电量信号生成和控制的过程中进行智能化监控，本实施例的信号测控装置还设置有显示器件5。

显示器件5可以为能够进行数据或信号显示的元件，例如显示屏或数码管等，优选为显示屏。显示器件5嵌设于壳体1的前面板11，且显示器件5的数量为多个，多个显示器件5分别与控制电路板2的信号输出端通讯连接，以一一对应地显示控制电路板2生成的多路电量信号的参数值(例如幅值、精度等)。例如，参见图1所示，对于恒压源或恒流源的信号测控装置，其均可以同时输出6路相互独立的电路信号，因此本实施例的显示器件5可选用6块电量信号显示屏，并分两排嵌设安装于壳体1的前面板11，每块电量信号显示屏对应一路信号，且各电量信号信号显示屏之间相互独立，从而能够实时显示电量信号生成和控制过程中每路信号的状态，不需要再用仪表连接信号测控装置的输出端口(第二端口4)以进行信号测量，方便监控和检测，同时多块显示屏分排设置，例如图1所示，六块显示屏分为两排设置，使得显示屏的布局更为合理，极大地减小了整个产品的体积，降低了对外部使用环境的要求。

此外，多个显示屏还可集成为一个液晶显示器，即通过一个液晶显示器显示上述多路电量信号的参数数据。并且，该液晶显示器还可以选用触控式显示器，触控式显示器对应设置有用于控制控制电路板2的各个模块和各个端口的控制模块，以更加便利地控制该信号测控装置，实现与信号测控装置的实时交互。

壳体1的后面板12上还设置有供电接口，以便于和外部供电设备电连接，实现对信号测控装置内需要供电的模块(例如控制电路板2、显示器件5)的供电。

此外，需要说明的是，本实施例的信号测控装置还可以实现对电控信号的实时调控，对于恒压源的信号测控装置而言，其基波电压的幅值可调，幅值范围(0～120)V，精度0.2V，相位的范围(0～360)度，精度0.5度；二次谐波的电压幅值相位可调，幅值范围(0～120)V，精度0.2V，相位的范围(0～360)度，精度0.5度。对于恒流源的信号测控装置，基波电流的幅值可在(0～3)A内可调，精度达到0.01A，相位的范围是(0～360)度，精度是0.5度，二次谐波电流的幅值可在(0～3)A内可调，精度达到0.01A，相位的范围是(0～360)度，精度是0.5度。当装置接收到上位机的数据调控指令时，能够实时响应，快速产生供电工况柜所需要的电量信号，并将上述电量信号的幅值等参数信息一一对应地显示于显示器件5上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种信号测控装置，其特征在于，包括第一端口、第二端口和控制电路板；

所述第一端口连接上位机和所述控制电路板，所述上位机发出的指令数据通过所述第一端口传输至所述控制电路板，所述控制电路板对所述指令数据进行解析并产生多路电控信号；

所述第二端口连接所述控制电路板和待控设备，所述控制电路板产生的多路电控信号通过所述第二端口传输至所述待控设备。

2.根据权利要求1所述的信号测控装置，其特征在于，所述控制电路板包括主控模块、信号产生模块、信号处理模块和通讯模块；

所述主控模块、所述信号产生模块和所述信号处理模块通过所述通讯模块连接；所述主控模块对所述上位机发出的指令数据进行接收和解析，并输出数字电控信号；所述信号产生模块接收所述数字电控信号，并产生多路对应的模拟量小功率电控信号；所述信号处理模块接收所述模拟量小功率电控信号，并产生对应的模拟量大功率电控信号；

所述模拟量大功率电控信号通过所述通讯模块和所述第二端口传输至所述待控设备。

3.根据权利要求2所述的信号测控装置，其特征在于，所述控制电路板还包括供电模块；

所述供电模块分别与所述主控模块、所述信号产生模块、所述信号处理模块和所述通讯模块电连接。

4.根据权利要求1所述的信号测控装置，其特征在于，所述信号测控装置还包括：

显示器件，与所述控制电路板通信连接，以显示所述电控信号的参数值。

5.根据权利要求4所述的信号测控装置，其特征在于，所述显示器件的数量为多个，多个所述显示器件一一对应地显示多路所述电控信号的参数值。

6.根据权利要求5所述的信号测控装置，其特征在于，多个所述显示器件的显示屏集成为一个液晶显示器。

7.根据权利要求4所述的信号测控装置，其特征在于，所述信号测控装置还包括壳体；

所述第一端口、所述第二端口和所述显示器件设置于所述壳体的外壁，所述控制电路板位于所述壳体内。

8.根据权利要求7所述的信号测控装置，其特征在于，所述壳体包括彼此相对设置的前面板和后面板；

所述显示器件嵌设于所述前面板，所述第一端口和所述第二端口嵌设于所述后面板。

9.根据权利要求8所述的信号测控装置，其特征在于，所述壳体的后面板上还设置有供电接口。

10.根据权利要求7所述的信号测控装置，其特征在于，所述壳体由金属材料形成。

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