专利名称：直流电源综合测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流电源综合测试仪。
背景技术：
在DL/T 724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》第5、 6条，以及GB/T 19826-2005《电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》第5、6条， 都对直流电源装置的稳压精度、稳流精度、纹波系数、蓄电池容量等技术指标及试验有明确 的规定。同时，国家电网生技[2005]400号文件关于"国家电网公司十八项电网重大反事故 措施"中的第13条，以及国家电网公司《供电企业安全性评价》第2条都对直流电源装置应 满足的稳压精度、稳流精度、纹波系数、蓄电池容量等也作了具体要求。所有这些规程、文件 充分说明了我国电力运行管理部门对电力直流电源装置的安全、稳定运行及日常维护十分 重视。 电力运行实践证明，随着直流电源装置运行时间的推移，特别是投运1 3年后， 其设备的技术指标都会发生偏移，典型的后果是因充电机指标下降，造成稳压精度、稳流精 度及纹波系数超标及蓄电池容量下降。同时，因现场检测维护人员不具备相应的检测设备， 无法及时发现、解决上述问题长期下去将导致整个直流系统提前失效或损坏，直接威胁电 网的安全运行。 国内进行直流电源性能检测的机构以及生产厂家用于直流电源检测的设备均为 固定设备，如固定式调压器、负载箱，体积大、重量重，无法移动检测，分析仪器仪表均为常 规设备如电压表、电流表、示波器等，接线复杂，使用不便，不适合在各变电站移动使用。 鉴于此，本申请结合电力生产实践，研发了一套全自动微机型直流电源工作特性 及放电综合测试仪。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种直流电源综合测 试仪，解决了直流电源装置工作特性无法有效检测的难题，能够同时实现对充电机性能参 数的测试和对蓄电池恒流放电。 本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供的直流电源综合测试仪，包括智 能三相调压器和测试主机，二者通过电缆连接，所述电缆的一端与所述测试主机的控制输 出端连接，另一端与所述智能三相调压器的控制输入端连接；其中，所述智能三相调压器包 括三相调压器和含有微控制器的调压器控制板；所述测试主机包括 主板，根据输入输出设备的设置参数信息，向负载控制板与调压器控制板发送指 令和传送参数，负载控制板与调压器控制板向主板传送数据和返回控制状态信息，主板进 行相应数据处理后将其存储，并向输入输出设备输出显示信息； 电阻负载，用于提供测试用的负载； 含有微控制器的负载控制板，根据主板发来的指令和参数对电阻负载进行控制，并采样控制过程中的电压电流数据，将其送到主板； 输入输出设备，用于向主板输入参数，并显示主板的输出信息。 所述电阻负载为纯阻性负载。 所述三相调压器为三相电动调压器。优选地，所述三相电动调压器为三相自藕电 动调压器。 所述三相调压器为单独一个三相调压器构成的调压器结构，或者为由三个单相调
压器组成的调压器结构。 所述输入输出设备为液晶触摸屏。 所述调压器控制板上的微控制器为单片机；所述负载控制板上的微控制器为单片 机。 进一步地，该综合测试仪还包括与所述测试主机通讯口连接的电池巡检仪，所述 电池巡检仪主要用于测量蓄电池电压。 再进一步地，所述电池巡检仪为无线电池巡检仪，其通过测试主机的无线天线端 口与所述测试主机连接。 再进一步地，所述电池巡检仪为有线电池巡检仪，其通过测试主机的RS485端口 与所述测试主机连接。 进一步地，该综合测试仪还包括连接在所述测试主机负载扩展口上的扩展箱，所 述扩展箱主要用于增加负载电流。 本实用新型的工作原理是测试仪开始工作时，主板先启动，测试者通过输入输 出设备设置参数，主板将参数下传到负载控制板和调压器控制板，负载控制板在收到参数 和启动指令后，控制电阻分合，调整合适的电阻值，调整完成后向主板返回控制成功状态信 息，调压器控制板在收到参数和启动指令后调整调压器电压，并输出，完成后向主板返回控 制成功状态信息。 本实用新型与现有技术相比具有如下优点 (1)本实用新型的直流电源综合测试仪包括智能三相调压器和测试主机，其中测 试主机包括①主板②电阻负载③智能负载控制板④输入输出设备，由于三相调压器和测试 主机内都含有微处理器的控制板结构，所以使得本实用新型具有功能完善、抗干扰性强、可 靠性高、结构简单、携带方便等优点。 (2)本实用新型的负载为纯阻性负载，使得负载电流更加稳定，对测试结果影响最 小。 (3)本实用新型的三相调压器为三相电动调压器，优选三相自藕电动调压器，使得 调压器输出功率大、精度高、波形不失真、电压稳定度好。
(4)本实用新型的输入输出设备采用液晶触摸屏，使得人机交互更加方便。
(5)本实用新型调压器控制板和负载控制板上的微控制器都采用单片机，使得设 备控制稳定，结构简单。 (6)根据用户需要，本实用新型还包括与测试主机通讯口连接的电池巡检仪，该电 池巡检仪主要用于测量蓄电池电压。所述电池巡检仪可以为无线电池巡检仪，其通过测试 主机的无线天线端口与所述测试主机连接；也可以为有线电池巡检仪，其通过测试主机的 RS485端口与所述测试主机连接。这进一步优化了综合测试仪的功能、结构和性能。[0029] (7)根据用户需要，本实用新型还包括连接在测试主机负载扩展口上的扩展箱，该 扩展箱主要用于增加负载电流，进一步扩展了综合测试仪的结构和性能。
[0030]图1为本实用新型的系统组成图。图2为本实用新型的系统组成原理图。图3为本实用新型综合测试仪的面板布置图。图4为本实用新型智能三相调压器的面板布置图。图5为本实用新型智能三相调压器工作原理图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的实施例进行说明。如图1、2、3所示，直流电源综合测试仪包括智能三相调压器和测试主机，二者通
过电缆连接，所述电缆的一端与所述测试主机的控制输出端(即图3中的调压器控制端口 11)连接，另一端与所述智能三相调压器的控制输入端(即图4中的控制输入端口 )连接。 该综合测试仪能够同时完成对充电机性能参数的测试和对蓄电池的恒流放电。测试主机通 过输出接口 (RS232接口 IO或USB接口 13)将测试数据传到计算机。 其中，所述智能三相调压器包括三相调压器和含有微控制器的调压器控制板 (即智能调压器板)；所述三相调压器为三相电动调压器，优选地，采用三相自藕电动调压 器。所述调压器控制板上的微控制器采用单片机芯片，型号为STC89C516RD+。 三相调压器的结构可以是单独一个三相调压器，也可以由三个单相调压器组成。 所述测试主机包括①主板②电阻负载③智能负载控制板④输入输出设备。 其中，主板是整个设备的核心，它与输入输出设备、智能调压器板和负载控制板之 间都是双向通讯关系。主板上有RS232接口、RS485接口、USB接口等。根据输入输出设备 送来的设置参数信息，主板向负载控制板与调压器控制板发送指令和传送参数，负载控制 板与调压器控制板向主板传送数据和返回控制状态信息，主板进行相应数据处理后将其存 储，并向输入输出设备输出显示信息。 电阻负载，用于提供测试用的负载；所述电阻负载采用纯阻性负载，因为纯阻性负 载对测试结果影响最小，其他负载会影响测试结果。 含有微控制器的负载控制板，微控制器采用单片机芯片，型号为MSC1210Y5，它与 主板以RS485方式进行数据通讯。根据主板发来的指令和参数对电阻负载进行控制，并采 样控制过程中的电压电流数据(直流电压、电流)，将其送到主板。 输入输出设备，采用液晶触摸屏，用于向主板输入参数，并显示主板的输出信息。 测试仪开始工作时，主板先启动，测试者通过输入输出设备设置参数，主板将参数 下传到负载控制板和调压器控制板。负载控制板在收到参数和启动指令后，控制电阻分合， 调整合适的电阻值，调整完成后向主板返回控制成功状态信息。如图3所示，调压器控制 板在收到参数和启动指令后调整调压器电压，自动地采样电压和电流波形来计算出电压有 效值、电流有效值、有功功率、功率因数，并将它们输出到测试主机的主板，完成后向主板返 回控制成功状态信息；调压器控制板也根据测试主机通讯数据的要求自动实现电压调整输 出。[0046] 根据用户需要，该综合测试仪还包括与所述测试主机通讯口连接的电池巡检仪。 蓄电池放电时，所述电池巡检仪主要用于测量每只电池电压，如果有电池电压下降到终止 电压，测试主机会自动停止放电。 电池巡检仪有两种，一种是无线电池巡检仪，其通过测试主机面板上的无线天线 端口与所述测试主机连接；另一种是有线电池巡检仪，其通过测试主机面板上的RS485端 口与所述测试主机连接。 根据用户需要，该综合测试仪还包括连接在所述测试主机负载扩展口上的扩展 箱，若放电电流超过30A，所述扩展箱主要用于增加负载电流。 图4为智能三相调压器的面板布置图，所述智能三相调压器包括①三相电动自藕 调压器②智能调压器板。智能三相调压器的工作原理如图5所示，智能调压器板在接到主 板发送的指令和参数后，由控制量输出部分控制三相电动自藕调压器升降压，智能调压器 板的模拟量输入部分检测调压器输出的交流电压电流，当调压器调整到合适的电压时，控 制调压器的输出，同时给主板返回调压成功状态信息。 本实用新型的稳压限流特性测试原理为被测试直流电源工作在稳压状态，主板 将测试参数下传至负载控制板及智能调压板，三相智能调压器自动调整输出电压为380V， 负载控制板开始一步步加负载，直到直流电源进入稳压限流状态，调整负载过程中绘制直 流电压的电压电流波形图，通过波形图可直观反应被测直流电源的稳压限流特性。 本实用新型的稳流限压特性测试原理为被测试直流电源工作在直流状态，主板 将测试参数下传至负载控制板及智能调压板，三相智能调压器自动调整输出电压为380V， 负载控制板首先投入足够负载，然后一步步减负载，直到直流电源进入稳流限压状态，调整 负载过程中绘制直流电压的电压电流波形图，通过波形图可直观反应被测直流电源的稳流 限压特性。 本实用新型的电池组放电测试如下主板向负载控制板下传放电参数，负载控制 板由此参数调整负载电阻，直到电池放电电流达到该设置值，并向主板返回控制信息，主板 开始记录电池电压、电流、容量等信息，如果外接 本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限 制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰， 均仍属本实用新型技术方案的保护范围。图号说明1-液晶触摸屏；2-无线天线接口 ；3_直流断路器；4-U+、 U-直流输入接线柱5_U+、U-直流电压测量:测试孔；6-把手；7_负载扩展接线柱；8_电源插座；9_电源开关；10-RS232接口 ;11-调压器控制接口 ；12-负载扩展接口 ；13-USB接口 ；14-RS485接口。
权利要求直流电源综合测试仪，其特征在于包括智能三相调压器和测试主机，二者通过电缆连接，所述电缆的一端与所述测试主机的控制输出端连接，另一端与所述智能三相调压器的控制输入端连接；其中，所述智能三相调压器包括三相调压器和含有微控制器的调压器控制板；所述测试主机包括主板，根据输入输出设备的设置参数信息，向负载控制板与调压器控制板发送指令和传送参数，负载控制板与调压器控制板向主板传送数据和返回控制状态信息，主板进行相应数据处理后将其存储，并向输入输出设备输出显示信息；电阻负载，用于提供测试用的负载；含有微控制器的负载控制板，根据主板发来的指令和参数对电阻负载进行控制，并采样控制过程中的电压电流数据，将其送到主板；输入输出设备，用于向主板输入参数，并显示主板的输出信息。
2. 根据权利要求1所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述电阻负载为纯阻性负载。
3. 根据权利要求2所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述三相调压器为三相 电动调压器。
4. 根据权利要求3所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述三相电动调压器为 三相自藕电动调压器。
5. 根据权利要求3或4所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述三相调压器为 单独一个三相调压器构成的调压器结构，或者为由三个单相调压器组成的调压器结构。
6. 根据权利要求3或4所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述输入输出设备为液晶触摸屏。
7. 根据权利要求3或4所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述调压器控制板 上的微控制器为单片机；所述负载控制板上的微控制器为单片机。
8. 根据权利要求3或4所述的直流电源综合测试仪，其特征在于该综合测试仪还包 括与所述测试主机通讯口连接的电池巡检仪，所述电池巡检仪主要用于测量蓄电池电压。
9. 根据权利要求8所述的直流电源综合测试仪，其特征在于所述电池巡检仪为无线 电池巡检仪，其通过测试主机的无线天线端口与所述测试主机连接；或者所述电池巡检仪为有线电池巡检仪，其通过测试主机的RS485端口与所述测试主机连接。
10. 根据权利要求3或4所述的直流电源综合测试仪，其特征在于该综合测试仪还包 括连接在所述测试主机负载扩展口上的扩展箱，所述扩展箱主要用于增加负载电流。
专利摘要本实用新型涉及一种直流电源综合测试仪，其包括智能三相调压器和测试主机，二者通过电缆连接，所述智能三相调压器包括三相调压器和含有微控制器的调压器控制板；所述测试主机包括①主板，根据输入输出设备的设置参数信息，向负载控制板与调压器控制板发送指令和传送参数，负载控制板与调压器控制板向主板传送数据和返回控制状态信息，主板进行相应数据处理后将其存储，并向输入输出设备输出显示信息；②电阻负载；③含有微控制器的负载控制板，根据主板发来的指令和参数对电阻负载进行控制，并采样控制过程中的电压电流数据，将其送到主板；④输入输出设备。本实用新型具有功能完善、抗干扰性强、可靠性高、结构简单、携带方便等优点。
文档编号G01R31/36GK201548670SQ20092017525
公开日2010年8月11日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者刘全志, 张天才 申请人:武汉华工先舰电气股份有限公司