一种用于配电网运维实训的信号源的制作方法

1.本发明属于配电网实训相关技术领域，尤其涉及一种用于配电网运维实训的信号源。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着配网建设逐步完善，配电终端作为配电网实现智能感知的核心部分，成为保证配电自动化系统正常运行、提升用户供电可靠性的最关键一环，因此，配电自动化运维人员需不断提高在智能终端调试、运维及故障排查等方面的工作能力。现在使用的运维调试装置通常为继电保护测试仪，但该设备存在价格高、输出路数少，体积大、功能冗余，使用复杂，学员不易掌握等缺点。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于配电网运维实训的信号源，模拟配电线路电参量，可输出不同幅值的电流，输出电压为100v，输出频率50hz
±
0.5hz。电压电流相角可调，电路简单，学员易于掌握。
5.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：一种用于配电网运维实训的信号源，包括：变压电路、acdc电路、功放电路、dds电路；其中：所述变压电路的输入端与交流电压连接，将交流电压转换成交流低电压后输出给所述acdc电路，所述acdc电路对交流低电压进行整流滤波输出直流信号，所述功放电路对所述acdc电路输出的直流信号进行放大，所述dds电路用于对所述功放电路的输出信号进行幅值、相位、频率进行调整。
6.进一步的，还包括mcu电路和adc电路，所述adc电路用于采集所述功放电路的输出信号并将采集到的输出信号传输给所述mcu电路，所述mcu电路通过判断所述adc采集电路采集到的输出信号与设定值的差值大小对所述dds的输出信号进行调整。
7.进一步的，所述acdc电路包括三端稳压集成电路，所述三端稳压集成电路用于对所述acdc电路的输出进行稳压。
8.进一步的，所述变压电路采用多绕组变压器，所述多绕组变压器的一次侧输入为市电，二次侧输出为不同等级的电压，所述多绕组变压器为所述dds电路、功放电路、mcu电路和adc电路进行供电。
9.进一步的，所述dds电路采用ad9106芯片，所述ad9106芯片输出的电流信号经ada4817转换成交流小电压信号后输出给所述功放电路。
10.进一步的，所述功放电路包括电压功放电路和电流功放电路，所述电压功放电路采用负反馈式放大电路，所述电流放大电路采用推挽放大电路。
11.进一步的，所述负反馈式放大电路采用ada4522放大器调整上下桥臂的导通与关
闭，电压输出范围为0～110v。
12.进一步的，所述推挽放大电路采用tl431芯片。
13.进一步的，还包括：所述mcu电路的电压电流的输出受上位机控制信号的控制。
14.进一步的，还包括：所述mcu电路的电压电流的输出受面板控制信号的控制。
15.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
16.本发明所提供的信号源，通过调节dds电路输出电流的大小及相位，便可得到不同幅值及相位的交流小电压信号，将该电压小信号分别输入电压、电流功放电路，便可得到幅值和相位可调的电压电流信号，电路简单，易于操作实现。
17.本发明所提供的信号源，采用外置式adc采集电路，形成电流输出大闭环反馈，解决了继电保护测试仪在输出电流时开路必须保护告警、暂停输出的技术难题。当外接的模拟断路器和配电终端电流回路断路恢复时，则可迅速恢复所设置的电流。
18.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1为本发明实施例一中信号源的整体电路示意图；
21.图2是本发明实施例一中变压电路示意图；
22.图3是本发明实施例一中acdc电路示意图；
23.图4是本发明实施例一中另一acdc电路示意图；
24.图5是本发明实施例一中dds电路示意图；
25.图6是本发明实施例一中电压功放电路示意图；
26.图7是本发明实施例一中电流功放电路示意图。
具体实施方式
27.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
29.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.实施例一
31.如图1所示，本实施例公开了一种用于配电网运维实训的信号源，包括：变压电路、acdc电路、功放电路、dds电路；其中：所述变压电路的输入端与交流电压连接，将交流电压转换成交流低电压后输出给所述acdc电路，所述acdc电路对交流低电压进行整流滤波输出直流信号，所述功放电路对所述acdc电路输出的直流信号进行放大，所述dds电路用于对所述功放电路的输出信号进行幅值、相位、频率进行调整。
32.如图2所示，在本实施例中，为区分不同电压等级以及减小单路负载，设计多绕组
变压器。一次侧输入为市电输入，二次侧输出分别为4*4v-0v-4v(15a)/120v-0v-120v(0.5a)/7v-0v-7v(2a)/22v-0v-22v(1a)/22v(3a)，输出后进入acdc电路整流成直流电压，为dds电路、电压电流功放电路、adc采集电路及mcu供电。
33.如图3所示，在本实施例acdc电路中，对于精度要求不高的电路，交流信号首先经过全波整流，然后通过大铝电解电容进行滤波处理，可得到纹波噪声低、稳定性好的直流信号。
34.对于电压精度较高的电路，如图4所示，在acdc电路中增加三端稳压集成电路来输出稳定电压。
35.在本实施例中，如图5所示，dds电路采用了亚德诺半导体生产的dds芯片ad9106，该芯片是高性能四通道dac，集成片上模式存储器，用于复杂波形生成，具有直接数字频率合成器。该芯片是一个12位输出、最高180mhz的主机时钟正弦波发生器，带24位调谐字，支持10.8hz/lsb的频率分辨率。芯片ad9106输出为电流信号，输出后经过ada4817转换交流小电压信号。调节ad9106输出电流的大小及相位，便可得到不同幅值及相位的交流小电压信号，将该电压小信号分别输入电压、电流功放电路，便可得到幅值和相位可调的电压电流信号。
36.在本实施例中，所公开的信号源可模拟配电线路电参量，可输出1a、2a、3a、4a、5a不同幅值的电流，输出电压为100v，输出频率50hz
±
0.5hz。电压电流相角可调，输出相角可为0
°
、30
°
、60
°
、120
°
、180
°
基本相角。
37.在本实施例中，功放电路包括包括电压功放电路和电流功放电路，其中，电压功放电路采用负反馈式放大电路，如图6所示，使用ada4522放大器工作电流来调节上下桥臂的导通与关闭，电压输出范围为交流0～110v。
38.如图7所示，电流功放电路采用推挽放大电路，使用tl431和电阻r32、r36、r46、r51来控制上下桥臂的静态工作点。输出时不使用采样电阻来反馈输出值大小，使得电流输出不存在开路烧毁的情况，进一步保护了装置。
39.在本实施例中，还包括adc采集电路，为了进一步提高输出的精度，在功放电路的输出端采用adc采集电路进行信号的采集并传输给cpu电路，cpu电路通过将接收到的adc采集电路的输出值与设定值进行比较，如果输出值与设定值误差在规定范围之内，则保持现有输出状态，若超出误差范围，则调整小信号输出值，修正电压电流的输出，直至输出稳定。
40.在本实施例中，还包括上位机控制信号和面板控制信号。在装置面板上放置上位机控制、面板控制旋钮。当旋钮旋到上位机控制档位时，则面板控制失效，此时可以通过上位机app与mcu通信，下发命令控制电压电流的输出；当旋钮旋到面板控制时，则上位机控制失效，此时可以通过旋转电压电流幅值或相位旋钮来控制电压电流的输出。
41.本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
42.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不
需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。