电压互感器励磁特性测试仪控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型电压互感器励磁特性测试仪控制装置，属于励磁特性测试【技术领域】；解决的技术问题是：提供一种效率高并且精度高的电压互感器励磁特性测试仪控制装置；采用的技术方案是：电压互感器励磁特性测试仪控制装置，包括：控制面板、中央数据处理电路、驱动电路、功率电路和电压电流采样电路，所述控制面板与中央数据处理电路相连，所述中央数据处理电路分别与驱动电路和电压电流采样电路相连，所述功率电路分别与驱动电路和电压电流采样电路相连，所述功率电路的输出端与电压互感器的二次端子相连；本实用新型适用于电力部门。
【专利说明】电压互感器励磁特性测试仪控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型电压互感器励磁特性测试仪控制装置，属于励磁特性测试【技术领域】，具体涉及一种方便对电压互感器励磁特性测试的装置。
【背景技术】
[0002]随着电网规模日渐庞大，输变电设备状态检修工作的进一步深入，电气设备状态检修试验的要求也更加严格；对设备试验的效率、测试数据的精度、试验仪器的容量以及智能化程度都提出了更高的要求，电压互感器作为变电站电压检测及二次保护的重要设备，对其进行准确的状态评价至关重要；电压互感器的励磁特性测试项目是《输变电设备状态检修试验规程》中5.4.2条规定的对电磁式电压互感器进行诊断性试验的必要项目。
[0003]目前，市场缺乏专业的、高智能化程度的励磁特性测试装置，在试验中，依旧采用最原始的调压器+电压表+电流表的手动试验方法，试验时需要携带调压器、电压表、电流表、试验线等一系列试验工具，设备体积大、重量沉重、试验数据精度低、操作繁琐、接线麻烦、数据处理费时，严重浪费时间和人力。
实用新型内容
[0004]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是:提供一种效率高并且精度高的电压互感器励磁特性测试仪控制装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:电压互感器励磁特性测试仪控制装置，包括:控制面板、中央数据处理电路、驱动电路、功率电路和电压电流采样电路，所述控制面板与中央数据处理电路相连，所述中央数据处理电路分别与驱动电路和电压电流采样电路相连，所述功率电路分别与驱动电路和电压电流采样电路相连，所述功率电路的输出端与电压互感器的二次端子相连。
[0006]所述功率电路包括:整流桥、稳压电容Cl、IGBT逆变器和滤波电路，所述滤波电路包括滤波电感LI和滤波电容C2 ；
[0007]所述整流桥的交流输入端接220V交流电源，整流桥的直流输出端并接稳压电容Cl后与上述IGBT逆变器的输入端相连，所述IGBT逆变器的一个输出端串接滤波电感LI后与滤波电容C2的一端相连，IGBT逆变器的另一个输出端与滤波电容C2的另一端相连，滤波电容C2的两端为功率电路的输出端与上述电压互感器的二次端子相连。
[0008]所述电压电流采样电路包括两个电压霍尔传感器和一个电流霍尔传感器；所述第一电压霍尔传感器并接在稳压电容Cl的两端，所述第二电压霍尔传感器并接在滤波电容C2的两端，所述电流霍尔传感器串接在滤波电容C2与电压互感器之间的连线上，上述电压霍尔传感器和电流霍尔传感器的信号输出端均与中央数据处理电路相连。
[0009]所述中央数据处理电路包括:DSP控制模块、CPLD控制模块、晶振电路模块、电压电流采样调理电路模块、开入/开出模块和电源模块，所述DSP控制模块分别与上述CPLD控制模块、晶振电路模块、电压电流采样调理电路模块和开入/开出模块相连，所述电源模块为整个中央数据处理电路供电；所述DSP控制模块与上述控制面板相连，所述CPLD控制模块与上述驱动电路相连，所述电压电流采样调理电路模块与上述电压电流采样电路相连。
[0010]所述驱动电路采用型号为2SD315A的驱动芯片。
[0011]所述DSP控制模块采用型号为TMS320F28335的浮点型DSP电路单元。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是:
[0013]一、本实用新型利用高性能浮点型数字信号处理芯片实现试验装置的控制，很大程度上提高控制的速度和精度，使整个控制系统具有很好的调节性能和可靠性；
[0014]二、本实用新型采用DSP控制模块加CPLD控制模块组成控制系统，硬件电路简单、输出触发脉冲安全可靠、实时控制精度高，装置具有较高的稳定性和可靠性；
[0015]三、本实用新型功率电路采用IGBT模块作为主电路，可提高装置容量以及补偿电压，改善输出电压的谐波特性，增强输出电压的稳定性；
[0016]四、本实用新型采用2SD315A驱动芯片作为驱动脉冲的触发芯片，具有驱动能力强、控制方便、并具有过压、过流的保护功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明:
[0018]图1是本实用新型的电路结构示意图；
[0019]图2是本实用新型中央数据处理电路2的电路结构示意图；
[0020]图3是本实用新型中驱动电路3的电路结构示意图；
[0021]图中:1为控制面板、2为中央数据处理电路、3为驱动电路、4为电压互感器、5为整流桥、6为IGBT逆变器、7为第一电压霍尔传感器、8为第二电压霍尔传感器、9为电流霍尔传感器、10为DSP控制模块、11为CPLD控制模块、12为晶振电路模块、13为电压电流采样调理电路模块、14为开入/开出模块、15为电源模块。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型电压互感器励磁特性测试仪控制装置，包括:控制面板1、中央数据处理电路2、驱动电路3、功率电路和电压电流采样电路，所述控制面板I与中央数据处理电路2相连，所述中央数据处理电路2分别与驱动电路3和电压电流采样电路相连，所述功率电路分别与驱动电路3和电压电流采样电路相连，所述功率电路的输出端与电压互感器4的二次端子相连。
[0023]所述功率电路包括:整流桥5、稳压电容Cl、IGBT逆变器6和滤波电路，所述滤波电路包括滤波电感LI和滤波电容C2 ;所述整流桥5的交流输入端接220V交流电源，整流桥5的直流输出端并接稳压电容Cl后与上述IGBT逆变器6的输入端相连，所述IGBT逆变器6的一个输出端串接滤波电感LI后与滤波电容C2的一端相连，IGBT逆变器6的另一个输出端与滤波电容C2的另一端相连，滤波电容C2的两端为功率电路的输出端与上述电压互感器4的二次端子相连。
[0024]上述整流桥5由4个二极管采用两并两串方式连接，两支桥臂中间引脚接入220V交流电，用于将220V交流电通过整流桥转化为脉动直流电压；所述的稳压电容CI并接于整流桥5和IGBT逆变器6之间，将脉动直流电压变成稳定的直流电压；所述IGBT逆变器6由4个含续流二极管的IGBT主管采用两并两串方式连接，其一端连接到稳压电容Cl的正相端，另一端连接到稳压电容Cl的负相端，IGBT逆变器6将直流电压转化为可变的脉动交流电压；所述滤波电路由滤波电感LI和滤波电容C2组成，其输入端与IGBT逆变器6的两支桥臂中间引脚的中点连接，其作用将脉动交流电压进行滤波得到稳定的可变交流电压。
[0025]所述电压电流采样电路包括两个电压霍尔传感器和一个电流霍尔传感器；所述第一电压霍尔传感器7并接在稳压电容Cl的两端，所述第二电压霍尔传感器8并接在滤波电容C2的两端，所述电流霍尔传感器9串接在滤波电容C2与电压互感器4之间的连线上，上述电压霍尔传感器和电流霍尔传感器的信号输出端均与中央数据处理电路2相连，将采集的主电路的电压电流值发送至中央数据处理电路2。
[0026]如图2所示，所述中央数据处理电路2包括:DSP控制模块10、CPLD控制模块11、晶振电路模块12、电压电流采样调理电路模块13、开入/开出模块14和电源模块15，所述DSP控制模块10分别与上述CPLD控制模块11、晶振电路模块12、电压电流采样调理电路模块13和开入/开出模块14相连，所述DSP控制模块10与CPLD控制模块11呈双向连接，所述的晶振电路模块12的输出端与DSP控制模块10的输入引脚连接，为DSP控制模块10提供稳定的晶振频率，所述的电压电流采样调理电路模块13与DSP控制模块10的A/D引脚相连，所述的开入/开出模块14由中央数据处理电路2的一块姐妹电路构成，且与中央数据处理电路2呈双向连接，所述电源模块15为整个中央数据处理电路2供电。
[0027]所述DSP控制模块10采用型号为TMS320F28335的浮点型DSP电路单元，所述DSP控制模块10与上述控制面板I双向相连，所述CPLD控制模块11与上述驱动电路3双向相连，所述电压电流采样调理电路模块13与上述电压电流采样电路相连。
[0028]如图3所示，所述驱动电路3采用型号为2SD315A的驱动芯片，其主要作用是将CPLD控制模块11发出的控制脉冲进行功率放大，用于控制IGBT逆变器6的通断，其中驱动芯片的输入端接收由CPLD控制模块11发出的4路控制脉冲，所述的2路反馈信号是将驱动电路3的工作状态反馈给CPLD控制模块11，所述驱动电路3将输出的4路驱动脉冲输出给IGBT逆变器6的电路。
[0029]上述中央数据处理电路2根据用户输入的值以及电压电流采样电路采集的数值进行综合计算，得出相应的正弦调制波形，由DSP控制模块10计算生成对应的控制信号，传输给CPLD控制模块11进行处理，CPLD控制模块11将控制信号转化为4路对应与IGBT逆变器6的控制脉冲，CPLD控制模块11将4路控制脉冲发送到驱动电路3，驱动电路3对控制脉冲进行功率放大后，接入IGBT逆变器6的4支IGBT元器件，通过驱动脉冲控制逆变器的工作，将稳压电容器Cl的直流电压变为可变的交流电压，再经过滤波器滤除高次谐波后输出稳定的交流电压。
[0030]上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:包括:控制面板(I)、中央数据处理电路(2 )、驱动电路(3 )、功率电路和电压电流采样电路，所述控制面板(I)与中央数据处理电路(2 )相连，所述中央数据处理电路(2 )分别与驱动电路(3 )和电压电流采样电路相连，所述功率电路分别与驱动电路(3)和电压电流采样电路相连，所述功率电路的输出端与电压互感器(4)的二次端子相连。
2.根据权利要求1所述的电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:所述功率电路包括:整流桥(5 )、稳压电容C1、IGBT逆变器(6 )和滤波电路，所述滤波电路包括滤波电感LI和滤波电容C2 ； 所述整流桥(5)的交流输入端接220V交流电源，整流桥(5)的直流输出端并接稳压电容Cl后与上述IGBT逆变器(6)的输入端相连，所述IGBT逆变器(6)的一个输出端串接滤波电感LI后与滤波电容C2的一端相连，IGBT逆变器(6)的另一个输出端与滤波电容C2的另一端相连，滤波电容C2的两端为功率电路的输出端与上述电压互感器(4)的二次端子相连。
3.根据权利要求2所述的电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:所述电压电流采样电路包括两个电压霍尔传感器和一个电流霍尔传感器； 所述第一电压霍尔传感器(7)并接在稳压电容Cl的两端，所述第二电压霍尔传感器(8)并接在滤波电容C2的两端，所述电流霍尔传感器(9)串接在滤波电容C2与电压互感器(4)之间的连线上，上述电压霍尔传感器和电流霍尔传感器的信号输出端均与中央数据处理电路(2)相连。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:所述中央数据处理电路(2)包括:DSP控制模块(10)、CPLD控制模块(11)、晶振电路模块(12)、电压电流采样调理电路模块(13)、开入/开出模块(14)和电源模块(15)，所述DSP控制模块(10)分别与上述CPLD控制模块(11)、晶振电路模块(12)、电压电流采样调理电路模块(13)和开入/开出模块(14)相连，所述电源模块(15)为整个中央数据处理电路(2)供电； 所述DSP控制模块(10 )与上述控制面板(I)相连，所述CPLD控制模块(11)与上述驱动电路(3 )相连，所述电压电流采样调理电路模块(13 )与上述电压电流采样电路相连。
5.根据权利要求4所述的电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:所述驱动电路(3)采用型号为2SD315A的驱动芯片。
6.根据权利要求4所述的电压互感器励磁特性测试仪控制装置，其特征在于:所述DSP控制模块(10)采用型号为TMS320F28335的浮点型DSP电路单元。
【文档编号】G05B19/042GK203606657SQ201320806560
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】何杰, 史亚东, 刘小红, 许捷, 赵彦丽, 王春伟, 崔晨辰 申请人:国家电网公司, 国网山西省电力公司长治供电公司