CN214953817U - 基于dsp和arm便携式继电保护测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，涉及继电保护测试技术领域，包括：外壳、电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮、电流输出插口、锂离子充电电池、电源开关、SPWM信号发生单元、驱动放大单元、全桥逆变输出单元、滤波单元、输出电流控制单元、时间控制器、数据处理单元、支撑杆、滚轮以及提手，除了通过调节输出电流调节旋钮及输出时间调节旋钮设定所需的电流输出。按下测试仪面板上的测试按钮，测试仪就会输出设定大小及时长的工频正弦波电流等对配电自动化开关的继电保护装置进行过流三段式保护的检验。还通过终端与无线模块连接或显示单元进行控制输出时间和电流，从而实现更智能控制的特点。

Description

基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置

技术领域

本实用新型属于继电保护测试技术领域，尤其涉及一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置。

背景技术

随着我国电力行业的发展，新技术的应用，数字化继电保护测试仪成为未来变电站的发展趋势，为智能电网的重要组成部分之一。数字化继电保护测试仪可测试的保护，输入的电压、电流可以是模拟小信号，也可以是纯数字量，还可以是它们的混合方式；而跳、合闸等状态量采用GOOSE传递、开入开出硬接点连接或混合方式。

目前常规的继电保护测试仪功能较全面，造成均较笨重（大多超过20公斤），用于车辆无法直接到达的地方时，人力搬运均较困难。而且控制仅通过旋钮进行控制，不能数据记录，因此需要一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，从而克服了现有继电保护测试装置移动不便和智能的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，包括：

外壳，其分别设有电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮、电流输出插口以及电源开关；

锂离子充电电池，其分别与所述电流调节旋钮、输出时间调节旋钮以及电源开关连接，所述锂离子充电电池设置在所述外壳内；

时间控制器，其与所述测试按钮连接；

数据处理单元，其包括相连接的ARM处理单元和DSP处理单元，所述数据处理单元与时间控制器连接；

SPWM信号发生单元，其分别与数据处理单元、驱动放大单元、输出电流控制单元连接，所述驱动放大单元与全桥逆变输出单元连接，所述全桥逆变输出单元与滤波单元连接；

支撑杆，四根所述支撑杆对称的设置在所述外壳的底部，所述支撑杆为能够伸缩的支撑杆；

滚轮，每根所述支撑杆的底部设有一个所述滚轮，所述滚轮为带刹车的滚轮；以及

提手，其设置在所述外壳上。

进一步的，所述外壳为长方体结构，所述电流输出插口设置在所述外壳的顶部，所述电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮以及电源开关设置在所述外壳的前侧，所述外壳的前侧设有保护盖，且所述保护盖向上打开任意角度悬停，进行挡光。

进一步的，所述保护盖通过悬停支架或任意角度悬停的上翻门铰链与外壳顶部连接。

进一步的，还包括无线传输单元，所述无线传输单元设置在所述外壳内，所述无线传输单元与所述ARM处理单元连接。

进一步的，还包括显示单元，所述显示单元设置在所述外壳的前侧上，且所述显示单元与ARM处理单元电连接，用于显示数据。

进一步的，还包括GPS单元，所述GPS单元设在所述外壳内，且所述GPS单元与ARM处理单元电连接。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型所提供的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，包括：外壳、电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮、电流输出插口、锂离子充电电池、电源开关、SPWM信号发生单元、驱动放大单元、全桥逆变输出单元、滤波单元、输出电流控制单元、时间控制器、数据处理单元、支撑杆、滚轮以及提手，除了通过调节本实用新型面板的输出电流调节旋钮及输出时间调节旋钮，设定所需的电流输出。按下测试仪面板上的测试按钮，该测试仪就会输出设定大小及时长的工频正弦波电流，模拟故障电流状态，对配电自动化开关的继电保护装置进行过流三段式保护的检验。还能够通过终端与无线模块连接或显示单元进行控制输出时间和电流。从而实现更智能控制的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本实用新型的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的电路结构示意图；

其中：1、外壳；2、电流调节旋钮；3、输出时间调节旋钮；4、测试按钮；5、电流输出插口；6、水冷散热板；7、电源开关；8、SPWM信号发生单元；9、驱动放大单元；10、全桥逆变输出单元；11、滤波单元；12、输出电流控制单元；13、时间控制器；14、数据处理单元；15、支撑杆；16、滚轮；17、提手；18、无线传输单元；19、显示单元；20、GPS单元；21、保护盖。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型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作出创造性劳动的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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

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,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置包括：外壳1、电流调节旋钮2、输出时间调节旋钮3、测试按钮4、电流输出插口5、锂离子充电电池、电源开关7、SPWM信号发生单元8、驱动放大单元9、全桥逆变输出单元10、滤波单元11、输出电流控制单元12、时间控制器13、数据处理单元14、支撑杆15、滚轮16以及提手17；

外壳1上分别设有电流调节旋钮2、输出时间调节旋钮3、测试按钮4、电流输出插口5以及电源开关7，电流输出插口5设有电流测试线插入口，电流测试线的另一端插入待检验继电保护装置的电流回路端子排；

锂离子充电电池分别与电流调节旋钮2、输出时间调节旋钮3以及电源开关7连接，锂离子充电电池设置在外壳1内；

时间控制器13与测试按钮4连接；

SPWM信号发生单元8分别与数据处理单元14、驱动放大单元9、输出电流控制单元12连接，驱动放大单元9与全桥逆变输出单元10连接，全桥逆变输出单元10与滤波单元11连接；

数据处理单元14包括相连接的ARM处理单元和DSP处理单元，ARM处理单元与时间控制器13连接，DSP处理单元与SPWM信号发生单元8连接，通过ARM处理单元控制DSP处理单元对SPWM信号发生单元8产生相应的SPWM信号，通过DSP和ARM的结合，使基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的数据处理跟准确且通过ARM处理器能够连接无线传输单元18、PC机等实现更便捷、智能控制以及数据存储；

四根支撑杆15对称的设置在外壳1的底部，支撑杆15为能够伸缩的支撑杆15，通过对四根支撑杆15进行调整，是基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的调节旋钮、开关等位于工作人员方便的高度，无需工作人员弯腰进行；而且通过能够伸缩的支撑杆15能够使基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置在不平的地面上进行调整使基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置呈水平放置，当然也能够在外壳1的顶部放置重量较轻的装置，形成一个小的工作平台；每根支撑杆15的底部设有一个滚轮16，滚轮16为带刹车的滚轮16，例如采用锁紧万向轮，通过将滚轮16设置在支撑杆15的底部，使得基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置方便移动；

提手17设置在外壳1上，方便移动时进行移动。

电流调节旋钮2用于调节测试试验时输出的电流大小，输出时间调节旋钮3用于调节测试试验时电流输出的时间，测试按钮4用于启动测试，电流输出插口5，锂离子充电电池用于提供工作电源，电源开关7用于控制锂离子充电电池的供电；SPWM信号发生单元8用于产生可控的SPWM信号，并将产生可控的SPWM信号传输至驱动放大单元9，驱动放大单元9用于将含有SPWM信号发生单元8传输的可控的SPWM信号进行放大处理，全桥逆变输出单元10用于将驱动放大单元9进行放大处理后的可控的SPWM信号转换为工频矩形波输出至滤波单元11，滤波单元11用于将全桥逆变输出单元10传输的工频矩形波生成工频正弦波电流输出，输出电流控制单元12用于控制试验时的输出电流，时间控制器13用于控制测试试验时输出的时间；数据处理单元14用于对数据进行存储、控制DSP处理单元以及与无线传输单元18、PC机等连接实现更便捷和智能。输出电流控制单元12包括输出电流设定、采样、比较器、运算输出，通过输出电流采样及操作面板的输出电流调节旋钮21设定输出电流，输出电流控制单元12生成反馈信号至SPWM信号发生单元8，反馈信号控制SPWM信号发生单元8产生设定时间的可控的SPWM信号，IR2110S芯片驱动放大单元9放大可控的SPWM信号，场效应管组成的全桥逆变输出单元10将可控的SPWM信号转换为工频矩形波输出，电感、电容组成的滤波单元11将工频矩形波生成工频正弦波电流输出，输出电流控制单元12控制输出电流的大小与面板设定值一致。

继续参考图1，外壳1为长方体结构，电流输出插口5设置在所述外壳1的顶部，电流调节旋钮2、输出时间调节旋钮3、测试按钮4以及电源开关7设置在外壳1的前侧，外壳1的前侧设有保护盖21，保护盖21用于对外壳1前侧的旋钮、按钮以及开关等进行保护，且保护盖21向上打开任意角度悬停，进行挡光。

保护盖21通过悬停支架或任意角度悬停的上翻门铰链与外壳1顶部连接。

当采用悬停支架时，悬停支架包括彼此平行设置的两第一臂杆和托盘。第一臂杆的两端分别设置有第一关节齿轮和第二关节齿轮。托盘通过第一关节齿轮与第一臂杆转动相连。具体地，托盘具有托盘花键孔，第一臂杆的一端具有第一轴孔，相应地，第一关节齿轮具有同轴设置的第一圆轴和第一花键轴，第一花键轴的直径大于第一圆轴的直径。如此，第一圆轴插入第一轴孔中与之滑动配合，第一花键轴与托盘花键孔配合。悬停支架固定在所述外壳1的顶部，托盘上即可。

当采用任意角度悬停的上翻门铰链时，两个上翻门铰链的一端分别固定连接在外壳1前侧的左右两边，两个上翻门铰链的另一端分别与保护盖21的内侧固定连接。

其中，伸缩杆可以采用电控的或手动调节的伸缩杆。

伸缩杆采用电动伸缩杆，电动伸缩杆的驱动装置与ARM处理单元连接，通过ARM处理单元控制电动伸缩杆的伸缩。

伸缩杆采用伸缩装置，通过手动控制基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的高度，例如三脚架用的伸缩装置，伸缩装置包括第一管状体、第二管状体以及第三管状体等的结构。

进一步参考图1，外壳1的底部设有散热结构，散热结构采用水冷散热板6，水冷散热板6固定在外壳1的底部，水冷散热板6的侧壁上设置进水口和出水口，进水口和出水扣设有塞子，即当基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置过高时，能够进行散热。

继续参考图2，基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置还包括无线传输单元18、显示单元19以及GPS单元20。

无线传输单元18设置在外壳1内，无线传输单元18与ARM处理单元连接，可以通过移动终端通过无线传输对ARM处理单元进行控制，从而实现智能控制。

无线传输单元18采用蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块或4G模块等。

显示单元19设置在外壳1的前侧上（图1中未画），且显示单元19与ARM处理单元电连接，显示单元19用于显示数据。

GPS单元20设在外壳1内，且GPS单元20与ARM处理单元电连接，当找不到基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置时，可以通过ARM处理单元将GPS单元20的定位数据通过无线传输单元18进行发送定位信息进行搜索。

SPWM信号发生单元8包括EG8010芯片。

驱动放大单元9采用IR2110S芯片。

滤波单元11包括电容、电感。

ARM处理单元采用IoT-3960工控板或STM32微处理，DSP处理单元采用MS320系列DSP芯片。

无线传输单元18采用U8300C或U8300W，GPS单元20采用C3-370c，显示单元19采用LCD液晶Nokia5510。

对本实用新型基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置的操作方法进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本实用新型：

通过拉手将基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置通过滚轮16移动至目的地；通过手动调节四根支撑柱（以手动调节为例说明）使外壳1设置在需要的高度；使用测试线将本实用新型的电流输出端与待测试配电自动化开关继电保护装置的电流回路端子连接。打开保护盖21，根据待测试继电保护装置的电流、时间定值，在本实用新型面板分别调节输出电流调节旋钮2、输出时间调节旋钮3设置输出电流及输出时间，按下测试按钮4，SPWM信号发生单元8根据数据处理单元14传送的设定时间产生SPWM信号，IR2110S芯片驱动放大单元9放大可控的SPWM信号，场效应管组成的全桥逆变输出单元10将可控的SPWM信号转换为工频矩形波输出，电感、电容组成的滤波单元11将工频矩形波生成工频正弦波电流输出，输出电流控制单元12控制输出电流的大小与面板设定值一致。这样就完成对故障电流的模拟，测试出待测配电自动化开关继电保护装置的好坏，如输出电流控制单元12控制输出电流的大小与面板设定值一致，则待测配电自动化开关继电保护装置合格，如输出电流控制单元12控制输出电流的大小与面板设定值不一致，则待测配电自动化开关继电保护装置故障。

此外还可以通过终端连接无线传输单元18，对ARM处理单元发出预计时间和电流的信号，实现无线智能控制；且通过ARM处理单元进行数据存储。根据需要进行设置ARM处理单元使显示单元19显示相应的数据或进行触屏控制等。

综上，本实用新型一种基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，除了通过调节本实用新型面板的输出电流调节旋钮及输出时间调节旋钮，设定所需的电流输出。按下测试仪面板上的测试按钮，该测试仪就会输出设定大小及时长的工频正弦波电流，模拟故障电流状态，对配电自动化开关的继电保护装置进行过流三段式保护的检验。还能够通过终端与无线模块连接或显示单元进行控制输出时间和电流。从而实现更智能的特点。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，包括：

外壳，其分别设有电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮、电流输出插口以及电源开关；

锂离子充电电池，其分别与所述电流调节旋钮、输出时间调节旋钮以及电源开关连接，所述锂离子充电电池设置在所述外壳内；

时间控制器，其与所述测试按钮连接；

数据处理单元，其包括相连接的ARM处理单元和DSP处理单元，所述数据处理单元与时间控制器连接；

SPWM信号发生单元，其分别与数据处理单元、驱动放大单元、输出电流控制单元连接，所述驱动放大单元与全桥逆变输出单元连接，所述全桥逆变输出单元与滤波单元连接；

支撑杆，四根所述支撑杆对称的设置在所述外壳的底部，所述支撑杆为能够伸缩的支撑杆；

滚轮，每根所述支撑杆的底部设有一个所述滚轮，所述滚轮为带刹车的滚轮；以及

提手，其设置在所述外壳上。

2.根据权利要求1所述的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，所述外壳为长方体结构，所述电流输出插口设置在所述外壳的顶部，所述电流调节旋钮、输出时间调节旋钮、测试按钮以及电源开关设置在所述外壳的前侧，所述外壳的前侧设有保护盖，且所述保护盖向上打开任意角度悬停，进行挡光。

3.根据权利要求2所述的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，所述保护盖通过悬停支架或任意角度悬停的上翻门铰链与外壳顶部连接。

4.根据权利要求1所述的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，还包括无线传输单元，所述无线传输单元设置在所述外壳内，所述无线传输单元与所述ARM处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元设置在所述外壳的前侧上，且所述显示单元与ARM处理单元电连接，用于显示数据。

6.根据权利要求1所述的基于DSP和ARM便携式继电保护测试装置，其特征在于，还包括GPS单元，所述GPS单元设在所述外壳内，且所述GPS单元与ARM处理单元电连接。

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