CN219811017U - 一种继电保护测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种继电保护测试仪，包括：储能电路，用于储存外部输入的充电电能，以及提供初始供电信号。测试电路，所述测试电路与所述储能电路电连接，用于获取所述初始供电信号并为自身供电，以及根据所述初始供电信号输出测试所需的电压和电流。本申请通过在继电保护测试仪上设置储能电路，在无外部电力供给的情况下，储能电路向测试电路供电，以使测试电路工作，并利用其供电获得测试所需的电流和电压，有利于增加继电保护测试仪的适用场景。

Description

一种继电保护测试仪

技术领域

本实用新型涉及电力系统测试技术领域，尤其涉及一种继电保护测试仪。

背景技术

继电保护测试仪可以检测变电站继电保护装置、合并单元装置、智能终端、配电自动化端等设备。例如，电力系统中设有继电保护装置的被保护元件发生故障时，继电保护装置能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，以保证无故障部分迅速恢复正常运行，并使故障元件免于继续遭受损害。而继电保护测试仪应用于上述的继电保护装置的核心器件继电器进行测试，以检测继电器的各项参数是否正常。

常规继电保护测试仪，需要市电供电运行，输入功率高达2kVA，在没有现有电力供给的特定场景下，需要使用发电机供电，因此，现有的继电保护测试仪无法在无外部电力供给的情况下使用，为检修工作造成不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种继电保护测试仪，以解决现有的继电保护测试仪在无外部电力供给的情况下无法使用的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种继电保护测试仪，包括：

储能电路，用于储存外部输入的充电电能，以及提供初始供电信号；以及

测试电路，所述测试电路与所述储能电路电连接，用于获取所述初始供电信号并为自身供电，以及根据所述初始供电信号输出测试所需的电压和电流。

进一步的，所述储能电路包括：电池组、电池保护模块以及电池充电模块；

所述电池保护模块与所述电池组电连接，所述电池保护模块用于监测所述电池组的电参数，并根据所述电池组的电参数控制所述电池组的输入和输出；

所述测试电路与所述电池保护模块电连接，所述测试电路用于通过所述电池保护模块获取所述电池组输出的所述初始供电信号；

所述电池充电模块与所述电池保护模块电连接，所述电池充电模块用于通过所述电池保护模块向所述电池组充电。

进一步的，所述电池组为锂电池组或蓄电池组。

进一步的，测试电路包括：

处理模块，用于生成测试所需的数字信号；

变压模块，所述变压模块与所述处理模块电连接，用于获取所述初始供电信号，并根据所述初始供电信号获得目标供电信号，以向所述处理模块供电；

数模转换模块，所述数模转换模块与所述处理模块电连接，用于将所述数字信号转换为模拟信号；以及

功率放大模块，所述功率放大模块分别与所述储能电路以及所述数模转换模块电连接，用于获取由所述初始供电信号以及所述模拟信号，并根据所述模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大和电压功率放大。

进一步的，所述处理模块包括处理器，所述处理器包括ARM处理单元和DSP处理单元，所述处理器与所述功率放大模块电连接。

进一步的，所述变压模块包括直流变压器，所述直流变压器分别与所述储能电路以及所述处理模块电连接。

进一步的，所述数字信号包括第一数字信号和第二数字信号；

所述数模转换模块包括第一数模转换器和第二数模转换器，所述功率放大模块包括电流功率放大单元和电压功率放大单元；

所述第一数模转换器分别与所述处理模块以及所述电流功率放大单元电连接，所述第一数模转换器用于获取所述第一数字信号，并将所述第一数字信号转换为第一模拟信号后发送至所述电流功率放大单元；

所述电流功率放大单元与所述储能电路电连接,所述电流功率放大单元用于获取所述初始供电信号，并根据所述第一模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大；

所述第二数模转换器分别与所述处理模块以及所述电压功率放大单元电连接，所述第二数模转换器用于获取所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转换为第二模拟信号后发送至所述电压功率放大单元；

所述电压功率放大单元与所述储能电路电连接，所述电压功率放大单元用于获取所述初始供电信号，并根据所述第二模拟信号对所述初始供电信号进行电压放大。

进一步的，所述电流功率放大单元包括第一变压器、第二变压器以及电流功率放大器；

所述第一变压器和所述第二变压器分别与所述储能电路连接，所述电流功率放大器分别与所述第二变压器以及所述第一数模转换器连接。

进一步的，所述电压功率放大单元包括第三变压器、第四变压器以及电压功率放大器；

所述第三变压器和所述第四变压器分别与所述储能电路连接，所述电压功率放大器分别与所述第四变压器以及所述第二数模转换器连接。

进一步的，所述第一变压器、所述第二变压器、所述第三变压器以及所述第四变压器中，每个变压器与储能电路之间均设置有独立的开关器件，所述开关器件的控制端与所述处理模块电连接；

所述处理模块还用于分别控制各个所述开关器件的导通和断开。

本实用新型的有益效果在于：本申请通过在继电保护测试仪上设置储能电路，在无外部电力供给的情况下，储能电路向测试电路供电，以使测试电路工作，并利用其供电获得测试所需的电流和电压，有利于增加继电保护测试仪的适用场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例的继电保护测试仪的第一原理框图；

图2为本实用新型实施例的继电保护测试仪的第二原理框图；

图3为本实用新型实施例的继电保护测试仪的第三原理框图。

标号说明：

10、继电保护测试仪；100、储能电路；110、电池组；120、电池保护模块；130、电池充电模块；200、测试电路；211、处理器；220、变压模块；221、直流变压器；230、数模转换模块；231、第一数模转换器；232、第二数模转换器；240、功率放大模块；241、电流功率放大单元；2411、第一变压器；2412、第二变压器；2413、电流功率放大器；242、电压功率放大单元；2421、第三变压器；2422、第四变压器；2423、电压功率放大器；20、被测设备。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，本实施例提供一种继电保护测试仪10，包括储能电路100和测试电路200。储能电路100用于存储外部输入的充电电流，以及提供初始供电信号。所述测试电路200与所述储能电路100电连接，用于获取所述初始供电信号并为自身供电，以及根据所述初始供电信号输出测试所需的电压和电流。

示例性地，继电保护测试仪10还包括壳体与电路板，测试电路200以及部分储能电路100设置电路板上，其中，电路板的数量可以为单块或多块，此处不做限制，储能电路100的储能器件设置于壳体内，壳体上配置有测试电路200所需的开关量输入接口、开关量输出接口、测试输出接口以及通信接口等。

本实施例的继电保护测试仪10的工作原理为：继电保护测试仪10在无外部电力供给的情况下，储能电路100释放储存的电量，向测试电路200提供初始供电信号，测试电路200获取初始供电信号，将部分初始供电信号转换为自身所需的工作电压，同时其余部分初始供电信号转换为推动被测设备20的继电器的电流和电压。继电保护测试仪10在有外部电力供给的情况下，储能电路100将进行电量储存，直至储能器件饱和。

可以理解的，本实施例的继电保护测试仪10设置储能电路100，为测试电路200供电，以使继电保护测试仪10适用无外部电力供给的检修场景，无需再搬运笨重的发电机，提高继电保护测试仪10的便捷性。需要注意的是，为了满足具有外部电力供给的场景，本实施例的继电保护测试仪10仍保留原有的开关电源电路。

请参照图2，具体的，所述储能电路100包括电池组110、电池保护模块120以及电池充电模块130。所述电池保护模块120与所述电池组110电连接，所述电池保护模块120用于监测所述电池组110的电参数，并根据所述电池组110的电参数控制所述电池组110的输入和输出。所述测试电路200与所述电池保护模块120电连接，所述测试电路200用于通过所述电池保护模块120获取所述电池组110输出的所述初始供电信号。所述电池充电模块130与所述电池保护模块120电连接，所述电池充电模块130用于通过所述电池保护模块120向所述电池组110充电。

其中，电池保护模块120可以采用现有技术的模块或电路，示例性，电池保护模块120采用BMS电路，对电池组110进行过流、过压以及过温等保护，从而提高整体电路的稳定性。同样的，电池充电模块130可以采用现有技术的模块或电路，示例性地，电池充电模块130基于现有的充电管理芯片，配置稳压电路和接口电路等。

可选的，所述电池组110为锂电池组110或蓄电池组110。本实施例采用锂电池组110作为储能器件，可以有效减小继电保护测试仪10的体积，使继电保护测试仪10携带更加便捷。其中，壳体采用金属铝制壳体，锂电池组110固定于壳体侧壁上，通过壳体传导热量，有利于提高锂电池的散热。

请参照图3，可选的，测试电路200包括：处理模块，用于生成测试所需的数字信号。变压模块220，所述变压模块220与所述处理模块电连接，用于获取所述初始供电信号，并根据所述初始供电信号获得目标供电信号，以向所述处理模块供电。数模转换模块230，所述数模转换模块230与所述处理模块电连接，用于将所述数字信号转换为模拟信号。功率放大模块240，所述功率放大模块240分别与所述储能电路100以及所述数模转换模块230电连接，用于获取由所述初始供电信号以及所述模拟信号，并根据所述模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大和电压功率放大。

示例性地，测试电路200还包括控制面板、开关量输入输出模块等功能模块，开关输入输出模块通过接口连接被测设备20的开关量接点，通过判断接收的开关量信号状态变化来确定被测设备20的动作状态。控制面板可以设置测试参数，向处理模块下达测试指令，也可以与上位机进行通信连接，接收上位机指令或向上位机发送测试数据。处理模块根据测试指令生成测试所需的数字信号，提供给其他执行模块。其中，部分数字信号经过数模转换模块230转换成模拟信号，以使功率放大模块240对初始供电信号进行功率放大操作，以获得推动被测设备20的继电器的电流和电压。

本实施例中，继电保护测试仪10采用各类小体积器件组成各个功能模块，并集成于小体积的可手持的壳体内，控制面板配置7寸的触摸屏，整机重量配置在2.5kg内，以进一步提高继电保护测试仪10的便捷性。

可选的，所述处理模块包括处理器211，所述处理器211包括ARM处理单元和DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理单元，所述处理器211与所述功率放大模块240电连接。

请继续参照图3，具体的，所述变压模块220包括直流变压器221，所述直流变压器221分别与所述储能电路100以及所述处理模块电连接。示例性地，直流变压器221接收储能电路100输出的初始供电信号并变压至12V直流电，向处理器211等其他器件提供所需工作电压。

具体的，所述数字信号包括第一数字信号和第二数字信号，所述数模转换模块230包括第一数模转换器231和第二数模转换器232，所述功率放大模块240包括电流功率放大单元241和电压功率放大单元242。所述第一数模转换器231分别与所述处理模块以及所述电流功率放大单元241电连接，所述第一数模转换器231用于获取所述第一数字信号，并将所述第一数字信号转换为第一模拟信号后发送至所述电流功率放大单元241。所述电流功率放大单元241与所述储能电路100电连接,所述电流功率放大单元241用于获取所述初始供电信号，并根据所述第一模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大。所述第二数模转换器232分别与所述处理模块以及所述电压功率放大单元242电连接，所述第二数模转换器232用于获取所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转换为第二模拟信号后发送至所述电压功率放大单元242。所述电压功率放大单元242与所述储能电路100电连接，所述电压功率放大单元242用于获取所述初始供电信号，并根据所述第二模拟信号对所述初始供电信号进行电压放大。

可选的，所述电流功率放大单元241包括第一变压器2411、第二变压器2412以及电流功率放大器2413。所述第一变压器2411和所述第二变压器2412分别与所述储能电路100连接，所述电流功率放大器2413分别与所述第二变压器2412以及所述第一数模转换器231连接。所述电压功率放大单元242包括第三变压器2421、第四变压器2422以及电压功率放大器2423。所述第三变压器2421和所述第四变压器2422分别与所述储能电路100连接，所述电压功率放大器2423分别与所述第四变压器2422以及所述第二数模转换器232连接。

可以理解的，处理器211输出第一数字信号，经第一数模转换器231转换为第一模拟信号，第一变压器2411和第二变压器2412各自将储能电路100输出的初始供电信号进行变压，输出电压相同或不同输出信号，电流功率放大器2413响应第一模拟信号对第二变压器2412的输出信号进行电流功率放大，以满足测试需要。同样的，处理器211输出第二数字信号，经第二数模转换器232转换为第二模拟信号，第三变压器2421和第四变压器2422各自将储能电路100输出的初始供电信号进行变压，输出电压相同或不同输出信号，电流功率放大器2413响应第二模拟信号对第四变压器2422的输出信号进行电压功率放大。

示例性地，本实施例第一变压器2411提供±15V的输出信号，第二变压器2412提供±8V的输出信号，第三变压器2421提供±15V的输出信号，第四变压器2422提供±400V的输出信号。本实施例采用多个变压器，满足测试所需的电流和电压输出。

可选的，所述第一变压器2411、所述第二变压器2412、所述第三变压器2421以及所述第四变压器2422中，每个变压器与储能电路100之间均设置有独立的开关器件，所述开关器件的控制端与所述处理模块电连接。所述处理模块还用于分别控制各个开关器件导通和断开，具体的，处理模块通过分别控制各个开关器件的开启和关闭，使各个变压器与储能电路100之间的初始供电信号导通或断开。开关器件可以采用单刀双掷开关或者场效应晶体管等器件，示例性地，场效应管的输出端连接储能电路100，场效应管的输出端连接变压器的初级，场效应管的控制端连接处理器211。本实施例中，处理器211采用一路驱动信号同时驱动第一变压器2411和第二变压器2412对应的开关器件，以及采用另外一路驱动信号同时控制第三变压器2421和第四变压器2422对应的开关器件。

可以理解的，继电保护测试仪10在待机状态下，处理模块可以将各个开关器件关闭，避免储能电路100向变压器等器件供电，从而降低继电保护测试仪10的待机功耗，提高锂电池组110的续航时间。另外，处理模块可以输出脉冲宽度调制信号的驱动开关器件，通过调节脉冲宽度调制信号的占空比，实时调整继电保护测试仪10的电流和电压输出范围，以提高功率放大器的效率，从而降低功率放大器的发热量，提高锂电池组110的使用时间。综上所述，本实用新型提供的继电保护测试仪，本申请通过在继电保护测试仪上设置储能电路，在无外部电力供给的情况下，储能电路向测试电路供电，以使测试电路工作，并利用其供电获得测试所需的电流和电压，有利于增加继电保护测试仪的适用场景，特别适用于尚未通过的新建变电站的调试和停电条件下变电站/所二次变电、配电设备的检修。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种继电保护测试仪，其特征在于，包括：

储能电路，用于储存外部输入的充电电能，以及提供初始供电信号；以及

测试电路，所述测试电路与所述储能电路电连接，用于获取所述初始供电信号并为自身供电，以及根据所述初始供电信号输出测试所需的电压和电流。

2.根据权利要求1所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述储能电路包括：电池组、电池保护模块以及电池充电模块；

所述电池保护模块与所述电池组电连接，所述电池保护模块用于监测所述电池组的电参数，并根据所述电池组的电参数控制所述电池组的输入和输出；

所述测试电路与所述电池保护模块电连接，所述测试电路用于通过所述电池保护模块获取所述电池组输出的所述初始供电信号；

所述电池充电模块与所述电池保护模块电连接，所述电池充电模块用于通过所述电池保护模块向所述电池组充电。

3.根据权利要求2所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述电池组为锂电池组或蓄电池组。

4.根据权利要求1所述的继电保护测试仪，其特征在于，测试电路包括：

处理模块，用于生成测试所需的数字信号；

变压模块，所述变压模块与所述处理模块电连接，用于获取所述初始供电信号，并根据所述初始供电信号获得目标供电信号，以向所述处理模块供电；

数模转换模块，所述数模转换模块与所述处理模块电连接，用于将所述数字信号转换为模拟信号；以及

功率放大模块，所述功率放大模块分别与所述储能电路以及所述数模转换模块电连接，用于获取由所述初始供电信号以及所述模拟信号，并根据所述模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大和电压功率放大。

5.根据权利要求4所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述处理模块包括处理器，所述处理器包括ARM处理单元和DSP处理单元，所述处理器与所述功率放大模块电连接。

6.根据权利要求4所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述变压模块包括直流变压器，所述直流变压器分别与所述储能电路以及所述处理模块电连接。

7.根据权利要求4所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述数字信号包括第一数字信号和第二数字信号；

所述数模转换模块包括第一数模转换器和第二数模转换器，所述功率放大模块包括电流功率放大单元和电压功率放大单元；

所述第一数模转换器分别与所述处理模块以及所述电流功率放大单元电连接，所述第一数模转换器用于获取所述第一数字信号，并将所述第一数字信号转换为第一模拟信号后发送至所述电流功率放大单元；

所述电流功率放大单元与所述储能电路电连接,所述电流功率放大单元用于获取所述初始供电信号，并根据所述第一模拟信号对所述初始供电信号进行电流功率放大；

所述第二数模转换器分别与所述处理模块以及所述电压功率放大单元电连接，所述第二数模转换器用于获取所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转换为第二模拟信号后发送至所述电压功率放大单元；

所述电压功率放大单元与所述储能电路电连接，所述电压功率放大单元用于获取所述初始供电信号，并根据所述第二模拟信号对所述初始供电信号进行电压放大。

8.根据权利要求7所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述电流功率放大单元包括第一变压器、第二变压器以及电流功率放大器；

所述第一变压器和所述第二变压器分别与所述储能电路连接，所述电流功率放大器分别与所述第二变压器以及所述第一数模转换器连接。

9.根据权利要求8所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述电压功率放大单元包括第三变压器、第四变压器以及电压功率放大器；

所述第三变压器和所述第四变压器分别与所述储能电路连接，所述电压功率放大器分别与所述第四变压器以及所述第二数模转换器连接。

10.根据权利要求9所述的继电保护测试仪，其特征在于，所述第一变压器、所述第二变压器、所述第三变压器以及所述第四变压器中，每个变压器与所述储能电路之间均设置有独立的开关器件，所述开关器件的控制端与所述处理模块电连接；

所述处理模块还用于分别控制各个所述开关器件的导通和断开。