用于智能变电站的电压回路检测装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种用于智能变电站的电压回路检测装置。

背景技术：

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。而随着电能的普及，我国对于电力系统的基础设施建设也在如火如荼的进行中。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。一个大型变电站的一次事故有可能影响一片城区，有时甚至一个城市的大面积停电，因此，变电站在电力系统中的重要程度不言而喻。

目前，变电站的建设日新月异，新一代智能化的变电站的建设和运行已经全面铺开，但相对的对于智能化变电站建设中的某一专业方面的专用设备却更新较慢。

变电站在建设中，需要进行电压回路的检测；而传统的电压回路检测采用的是继电保护测试仪：传统继电保护测试仪有电流电压输出功能，但其体积较大，需要接取临时电源，由于变电站建设初期阶段，现场交叉作业多，施工场地混乱，测试人员反复搬运大设备进行调试，不但准备工作繁琐，工作效率低而且大设备跨越电缆沟，反复接取临时电源都有极大的安全隐患。此外，传统的继电保护仪主要功能是针对保护装置的逻辑校验，对于电压回路的完整性测试不存在优势，虽然电压幅值可调节，但调节范围不大(单相不超过100V，因此不能用于电压互感器的一次升压和备自投试验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种针对电压回路检测的，体积小，使用方便，能够自由移动的用于智能变电站的电压回路检测装置。

本实用新型提供的这种用于智能变电站的电压回路检测装置，包括蓄电池、三相逆变桥电路、控制器电路、驱动电路、升压隔离变压器电路和采样电路；蓄电池提供直流电能，通过三相逆变桥电路逆变为交流电后通过升压隔离变压器输出高压交流测试电能；采样电路采样输出电压和电流并上传控制器电路，控制器电路根据上传的信号输出三相逆变桥驱动信号并通过驱动电路控制三相逆变桥电路工作。

所述的用于智能变电站的电压回路检测装置还包括通信接口电路；通信接口电路与控制器电路连接，控制器电路通过所述通信接口电路与外部进行数据通信。

所述的通信接口电路包括RS485通信接口电路和GPRS远程无线通信电路。

所述的采样电路包括电压采样电路、电流采样电路和电平转换隔离电路，电压采样电路用于采样三相逆变桥电路的输出电压，电流采样电路用于采样三相逆变桥电路的输出电流，电压采样电路和电流采样电路的输出信号通过电平转换隔离电路进行电平转换和电隔离后上传控制器电路。

所述的电流采样电路为型号为ACS712ELCTR-30A-T的电流采样芯片构成的电路。

所述的三相逆变桥电路包括6只开关管电路，且两只开关管电路组成一相逆变桥电路。

所述的开关管电路为由型号为IRFB260N的MOS管构成的电路。

所述的驱动电路为由型号为IRS21844的半桥驱动器芯片构成的电路。

所述的控制器电路为型号为TMS320F28335的DSP芯片构成的电路。

本实用新型提供的这种用于智能变电站的电压回路检测装置，通过设计专门的用于智能变电站的电压回路检测装置进行电压回路检测，实现了用于智能变电站的电压回路检测装置的小型化和专业化，便于运输操作，实现单人单手操作，省去了电压回路检查时必须两人抬取设备的人工成本，避免了调试人员在搬取大设备时跨越电缆沟等恶劣施工环境时的安全风险；而且本实用新型可专门用于电压互感器的升压试验，和380V备自投的逻辑试验，解决了升压试验和备自投试验中需要长距离接取380V电源的安全隐患，使升压试验和背投试验更加简便，安全，进一步提高了人员工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的驱动电路的电路原理图。

图3为本实用新型的电平转换隔离电路的电路原理图。

图4为本实用新型的RS485通信接口电路的电路原理图。

图5为本实用新型的电压采样电路的电路原理图。

图6为本实用新型的电流采样电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种用于智能变电站的电压回路检测装置，包括蓄电池、三相逆变桥电路、控制器电路、驱动电路、升压隔离变压器电路、通信接口电路和采样电路；蓄电池提供直流电能，通过三相逆变桥电路逆变为交流电后通过升压隔离变压器输出高压交流测试电能；采样电路采样输出电压和电流并上传控制器电路，控制器电路根据上传的信号输出三相逆变桥驱动信号并通过驱动电路控制三相逆变桥电路工作；通信接口电路与控制器电路连接，控制器电路通过所述通信接口电路与外部进行数据通信。

通信接口电路包括RS485通信接口电路和GPRS远程无线通信电路。采样电路包括电压采样电路、电流采样电路和电平转换隔离电路，电压采样电路用于采样三相逆变桥电路的输出电压，电流采样电路用于采样三相逆变桥电路的输出电流，电压采样电路和电流采样电路的输出信号通过电平转换隔离电路进行电平转换和电隔离后上传控制器电路。三相逆变桥电路包括6只开关管电路，且两只开关管电路组成一相逆变桥电路。

如图2所示为本实用新型的驱动电路的电路原理图：三相逆变桥电路包括6只开关管电路，且两只开关管电路组成一相逆变桥电路，因此6只开关管电路共组成3相逆变桥电路；开关管电路采用型号为IRFB260N的MOS管构成的电路；驱动电路为由型号为IRS21844的半桥驱动器芯片构成的电路；驱动器芯片的1脚为PWM信号输入引脚，直接连接控制器电路并获取控制器电路输出的PWM信号；芯片的4脚通过上拉电阻R11连接电源正极；芯片的5脚通过电容C8接电源正极；芯片的7脚为电源引脚，直接连接电源正极(图中标示+15V_PWM)；芯片的13脚同样连接电源正极；芯片的6脚输出第一路PWM信号(M1_G_DOWN)，连接该桥臂的下开关管(即MOS管)的栅极信号，同时该引脚还通过电阻R14和二极管D14连接三相逆变桥的公共COM端(即输入电源的负端)；芯片的11脚则直接连接该桥臂的上开关管的源极(图中标示M1_S_UP)，同时上开关管的源极也和下开关管的漏极连接；芯片的12引脚输出第二路PWM信号(M1_G_UP)，连接该桥臂的上开关管的控制端(即MOS管的栅极)，同时该信号还通过电阻R15和二极管D15连接该桥臂的上开关管的源极(图中标示M1_S_UP)。

如图3所示为本实用新型的电平转换隔离电路的电路原理图：图3所示的电平转换隔离电路共有8组相同的电路，分别用于三相逆变桥电路的输入电压采样值、输入电流采样值的电平转换隔离，以及三相逆变桥电路输出的三相电压采样值、三相电流采样值的电平转换与隔离；采样信号输入信号后，通过由LM393构成的电压比较器电路输出电压比较信号，再通过光耦PC817构成的隔离电路进行电气隔离后，输出一路信号到控制器电路；图中的VR3为滑动变阻器，用于调整电压比较器的基准电压。

如图4所示为本实用新型的RS485通信接口电路的电路原理图：控制器电路的RS485通信接口输出3路信号，分别为485Rx、485Ctrl和485Tx，其中485Rx为485通信接收引脚，485Tx为485通信发送引脚，485Ctrl为485通信的控制引脚；通信接口电路采用型号为MAX1487的通信芯片构成的电路；芯片的1脚通过光耦连接控制器电路的485Rx引脚，用于外部对控制器电路发送数据；芯片的2脚和3脚通过光耦连接控制器电路的485Ctrl引脚，用于接收控制器电路发送的485控制命令，从而实时重启485通信芯片或停止485通信芯片的工作并降低功耗；芯片的4脚通过光耦连接控制器电路的485Tx引脚，用于接收控制器电路向外发送的数据；芯片的5脚直接接地，7脚连接电源正极，6脚和7脚则输出两路485通信引脚。

如图5所示为本实用新型的电压采样电路的电路原理图：图5所示的电压采样电路共有3组，分别用于三相逆变桥电路输出的相电压的采样；图5所示的电路为A相采样电路；采样电路的输入端连接A相输出端(图中标示A)和输出公共端(图中标示N)；输入的交流电压通过由电阻R103、R104、R107和R108构成的降压电路降压后，再通过电感(L2或L3)构成的滤波电路滤波，再通过电阻R102或R109输入到运放OPA2227构成的逆变稳压电路，逆变稳压电路用于智能变电站电压合并单元及相关电压回路的检查；逆变稳压电路的输出端通过限流电阻R106连接由运放构成的同相电压跟随器后，输出采样电压Uan；同相电压跟随器的同相端还连接有由运放OP07构成的基准电压跟随器电路，该电路输出基准电压值并连接到同相电压跟随器的同名端，用于抬高同相电压跟随器的同名端的电压，从而抬高电塔跟随器的输出端电压。

如图6所示为本实用新型的电流采样电路的电路原理图：图6中的电流采样电路共有4组，分别用于三相逆变桥电路的输入电流以及输出端的三相相电流的电力采样；图中的电流采样电路为A相电流采样电路；电流采样的输入端为A相电流的电流采样芯片的采样值(LA1)，通过由运放LM324以及电阻R151和电阻R149过程的电路转换为电压信号后，再通过由运放LM324构成的电路将电压值抬高VREFOUT1后，最后通过电压跟随器电路输出电流采样信号。