中间继电器测试仪的制作方法

本实用新型涉及继电保护领域，特别涉及一种中间继电器测试仪。

背景技术：

随着电网规模日益扩大，电网发生复杂故障的可能性日益增加。继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，其可靠性与电网安全稳定运行密切相关。对继电保护系统进行可靠性研究，能及时发现继电保护系统的隐患，有助于快速消除保护缺陷，提高保护的可用率，避免电网发生故障时因保护装置不正确动作引起事故的扩大。继电保护系统是包含互感器、断路器、继电器、通信装置及相关接线在内的电力系统二次部分。而继电保护最终端的执行者，是继电保护二次回路中的中间继电器及出口继电器。

在以往的中间继电器测试过程中，操作箱通过转接板引出检测节点，通过串接电流表，多人配合，手工记录，检验一个继电器的时间为10到20分钟，在工作量较大的场合，这种测试的效率显得尤为低下。还存在以下不足：一是工作效率极低，人工操作易出错。由于检测节点不直观，要通过操作箱白版图查对，导致错误可能。每个回路检测都要频繁人工更换检测节点，检测一台操作箱需要至少大半天。二是存在正负电源人工接入错位引起烧毁电子元器件。三是误接线引起短路，误操作引起继电器拉弧等安全隐患。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型提出一种效率更高、安全性能更好、更易于操作的中间继电器测试仪。

技术方案：一种中间继电器测试仪，包括依次相连的电源插件、采集与输出插件、主控制插件和逻辑控制插件；所述采集与输出插件包括有用于采集和整流电源插件输出端电压的电压模块、用于采集和整流电源插件输出端电流的电流模块；电压模块输出端与主控制插件之间设有电压回采模块，电流模块输出端与主控制插件之间设有电流回采模块；主控制插件，用于处理电信号和执行测试保护动作；逻辑控制插件，根据主控制插件的处理而动作，从而使相连的断路器动作。

所述采集与输出插件由输入侧连接在所述电源插件的输出侧的П型或者T型电路构成。

所述电压模块的电压为220V直流量与220V交流量叠加输出。

所述逻辑控制插件与断路器之间还连接有用于提供大功率直流输出电源的高精度功率放大器。

所述高精度功率放大器包括输入级单元、中间驱动级单元、功率输出级单元、负反馈环节单元；输入级单元将输入信号进行差分处理，然后中间驱动级单元通过输入级单元输入的信号与负反馈环节单元输入的反馈信号的共同作用产生驱动功率输出级单元的驱动电压，驱动电压驱动功率输出级单元对电压及功率进行放大；负反馈环节单元输入端与功率输出级单元输出端相连，使高精度功率放大器电路形成闭环。

所述高精度功率放大器还包括保护电路，保护电路输出端与功率输出级单元相连。

所述保护电路包括限流保护电路、过热保护电路和波形失真报警电路；其中，限流保护电路用来控制最大输出电流，防止功率输出级单元过大电流时损坏，当检测到电压过载或外部短路时自动关闭电源；过热保护电路，用于在温度过高时，关闭信号与输出；波形失真报警电路，用于在检测到输出波形失真时发出报警信号。

有益效果：相对于现有技术，本实用新型测试功能涵盖继电器测试需求，更简单明了、易于操作。且增加220V直流量与220V交流量叠加输出，在输出过程中可更改交流量值，测试继电器防干扰特性；增加电压、电流回采模块，实现高效的功率测试。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的实施案例进行详细的描述；

如图1所示，一种中间继电器测试仪，包括依次相连的电源插件1、采集与输出插件2、主控制插件3、三个逻辑控制插件4和高精度功率放大器5。采集与输出插件2由输入侧连接在所述电源插件1的输出侧的П型或者T型电路构成。采集与输出插件2包括有用于采集和整流电源插件1输出端电压的电压模块、用于采集和整流电源插件1输出端电流的电流模块；电压模块的电压为220V直流量与220V交流量叠加输出。电压模块输出端与主控制插件3之间设有电压回采模块，电流模块输出端与主控制插件3之间设有电流回采模块。主控制插件3用于处理电信号和执行测试保护动作。逻辑控制插件4根据主控制插件的处理而动作，从而使相连的断路器动作。

高精度功率放大器5用于提供大功率直流输出电源，设置在逻辑控制插件4与断路器之间。高精度功率放大器5包括输入级单元、中间驱动级单元、功率输出级单元、负反馈环节单元，保护电路；输入级单元将输入信号进行差分处理，然后中间驱动级单元通过输入级单元输入的信号与负反馈环节单元输入的反馈信号的共同作用产生驱动功率输出级单元的驱动电压，驱动电压驱动功率输出级单元对电压及功率进行放大；负反馈环节单元输入端与功率输出级单元输出端相连，使高精度功率放大器电路形成闭环；保护电路输出端与功率输出级单元相连。

输入级单元接收外界加到本实用新型高精度功率放大器的小信号，具有高输入阻抗、高稳定性和较强的抗干扰能力，本实用新型的输入级单元采用了差分电路。

中间驱动级单元是由运放组成的复合放大电路，其通过对输入级单元输入的信号与负反馈环节单元输出的反馈信号进行比较，运放产生与功率输出级单元匹配的驱动电压信号。

功率输出级用于向负载提供输出电压和电流，采用NMOS管并联直接耦合的结构，对电压及功率进行放大。在中间驱动级与功率输出极之间设置恒流源电路用以增加中间驱动级的驱动能力，以及在NMOS管的驱动电路处设置静态偏置电压用以保证NMOS功率管处于临界导通状态，设置的恒流源电路和静态偏置电压共同作用以控制失真度。功率输出级电路还通过均流技术，严格控制通过单一功率管的功率，并且采用MOS管并联均流控制电路，通过监测功率管热量来反相关控制电流。

由于本实用新型采用NMOS管并联直接耦合的结构，在并联工作的情况下，无论是静态还是动态情况，如果一个NMOS管分担了相对较多的电流，它发热将会更厉害，很容易造成损坏或者造成长期的可靠性隐患。

静态电流分配不均衡是由于并联器件的导通电阻Rds不相等引起的。导通电阻Rds较低的器件分担了比平均值更大的电流。由于NMOS管的导通电阻Rds具有正的温度系数，所以NMOS管不会发生二次击穿。如果NMOS管内部的一小部分区域吸收了更多的电流，则局部发热会比较厉害，内阻增加，就把部分电流转移到相邻区域，以平衡电流密度。

这个特性在一定范围内也适用于并联的NMOS管。但仅仅靠自身的平衡机制并不足以降低较热器件的工作温度。这是因为导通电阻Rds的温度系数并不是很大，需要较大的器件温差来转移较大的不均衡电流。温差如果太大，那么较热器件的温度就很高，可能已经超出正常工作范围甚至最大允许结温，这是必须避免的情况。

这个特性在NMOS管内部效果较好是因为NMOS管内部所有区域的热耦合比较强。而对于并联的情况，各个器件外壳独立而共用散热器，甚至散热器也是独立的，其间的热耦合比较非常弱，因此，这个特性对于均衡工作电流所能做的贡献是有限的。负反馈环节单元使本实用新型放大器电路形成闭环系统。放大电路的增益只决定于反馈网络，而与基本放大电路几乎无关，保障了输出的稳定性。

保护电路包括限流保护电路、过热保护电路和波形失真报警电路；其中，限流保护电路用来控制最大输出电流，防止功率输出级单元过大电流时损坏，当检测到电压过载或外部短路时自动关闭电源；过热保护电路，用于在温度过高时，关闭信号与输出；波形失真报警电路，用于在检测到输出波形失真时发出报警信号，报警信号反馈控制放大器供电电源、同时反馈到控制系统关闭信号输出。本实用新型同时实现了高电压、大功率输出。