继电保护测试仪用30V/100A宽变频电流功放的研制

功率放大电路是继电保护测试仪系统中的核心部分,与普通逆变器相比,需要在较大的输出频率范围内,保证较高输出精度,同时要求更高的功率密度.本文针对30V/100A电流功放,围绕设计难点给出一种系统设计思路,设计了系统框架;同时着重利用建立并求解增益函数方程组的方法,设计了DC/AC部分交流输出滤波器的相关参数.最后给出DC...     

继电保护测试仪用高电压功率放大电路的研制

针对继电保护测试仪的电压功率放大采用集成功率放大芯片价格昂贵,且易损坏,提出了一种性价比高、输出功率大的电压功率放大电路设计方案。首先介绍了继电保护测试仪的硬件结构,并详细分析了电压功率放大电路的原理,计算了功率管的管耗,在此基础上对电路进行了仿真分析,最后对实际电路进行了试验,结果表明,电路可输出功率大、线性度好,可以满足测试仪对电压功率放大的技术要求,并且具有很广的应用前景。     

继电保护测试仪用高电压功率放大电路的研制

针对继电保护测试仪的电压功率放大采用集成功率放大芯片价格昂贵,且易损坏,提出了一种性价比高、输出功率大的电压功率放大电路设计方案.首先介绍了继电保护测试仪的硬件结构,并详细分析了电压功率放大电路的原理,计算了功率管的管耗,在此基础上对电路进行了仿真分析,最后对实际电路进行了试验,结果表明,电路可输出功率大、线性度好,可以满足测试仪对电压功率放大的技术要求,并且具有很广的应用前景.     

基于非线性补偿的微机继电保护电压电流发生器的功率放大

针对微机继电保护电压、电流发生器功率放大出现的非线性失真现象,提出了一种基于结型场效应管(JFET)可变电阻的非线性补偿方法。首先介绍了电压、电流发生器的总体结构和功率放大的原理,并分析了JFET的压控可变电阻特性,设计了一种增益可变的运算放大电路,最后对电路进行了实验分析,结果表明非线性可变增益运算放大电路能够较好地补偿电流功率放大的非线性失真,使功率放大的线性精度得到改善,电压电流输出精度高、线性度好,满足微机继电保护实验仪的要求。     

基于DDS技术的可调频调幅激励源的设计

设计了一种以单片机为控制单元的可调频调幅激励源.它由信号发生电路、放大电路以及功率输出级构成.正弦波发生器是基于直接数字频率合成器(DDS)芯片AD9833,放大电路利用数字电位器MAX5400来实现电压幅度调节.输出级以集成功率放大芯片PA05为主放大器,采用了改进的Howland电流泵以产生稳定的电流,并设计了电压自动跟随电路为PA05供电.经实验验证,该激励源频率(0～ 300 kHz)和电流(0～30 A)分别连续可调,具有良好的频率和幅度稳定性.     

高精度金属氧化物避雷器测试仪标准装置的研制

为了保证电力系统的安全可靠运行,笔者研制了一种基于DSP和CPLD技术的高精度金属氧化物避雷器测试仪标准装置,产生标准的电压和电流信号,模拟金属氧化物避雷器的运行状态,对金属氧化物避雷器测试仪进行检定。该标准装置采用高分辨率全数字移相技术和反馈控制技术,有效地提高了装置输出精度。送中南国家计量测试中心测试,测试结果表明该装置的输出电压电流的精度达到0.1%,电压与电流之间相位的控制精度达到0.04°,满足对金属氧化物避雷器测试仪检定的要求。     

基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法的研究

提出一种基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法,该方法通过任意波形恒流技术产生剩余电流,并记录被测剩余电流保护器的动作时间、动作电流。文中使用直接数字频率合成技术产生任意波形数字信号,并经过数模转换和功率放大电路输出为任意波形剩余电流,采用电流闭环控制策略和数字控制方法,通过电流反馈回路实现恒流输出和参数采集,输出精度可达0. 2%。该方法解决了B型剩余电流保护器动作特性试验中需要复杂剩余电流波形进行测试的问题,并且具有体积小、造价低的优点,为新型剩余电流保护器软硬件研发奠定了基础。     

电子式电流互感器低压侧电路的多功能化实现

电子式电流互感器(ECT)低压侧电路是与继电保护设备接口的关键环节.文中对有源ECT的低压侧电路进行设计,实现了模拟量输出和基于数字信号处理器(DSP)的数字量输出,并利用DSP强大的数据处理能力,实现了ECT就地频率测量和谐波分析等功能;研究并实现了ECT快速校验算法,嵌入DSP的校验模块使得ECT能够完成就地校验;最后对设计的各功能模块进行了实测.低压侧电路的模块化、多功能实现将极大地拓展其应用范围.     

特高压直流电流互感器校准电流源的设计与应用

为解决特高压直流换流站的直流电流互感器现场校准不方便等问题,针对特高压直流互感器的阻抗特性,通过PSim软件仿真对比了多种直流大电流电源的技术方案,确定并验证了多电流模块单独控制的电流输出方案;据此设计了校准电流源,包括DC/DC变换主电路、高频变压器、PWM输出控制电路和外围电路等部分,该校准电流源已通过试验验证,结果表明:输出直流电流的准确度达到0.1%,1 min稳定度达到0.02%,并可实现准确调节。     

基于双DSP与CPLD的继电保护测试仪设计

随着微机继电保护装置的普及和技术水平的提高,对测试设备的智能化程度提出了更高的要求.本文提出了一种基于双DSP与CPLD的微机继电保护测试仪,分析了装置内高精度信号发生主控模块和人机交互模块中各硬件电路的原理及功能,概述了功率放大电路及其保护、自检电路的设计.阐述了主控模块的系统程序设计方法并定义了内部通讯协议.装置采用了嵌入式实时操作系统DSP/BIOS设计人机交互系统软件以确保监控的实时性.基于双DSP与CPLD的微机继电保护测试仪体小质轻,运行可靠,能够满足各种常规继电器和微机保护装置的测试要求.     

抑制继电保护测试信号源非屏蔽电缆电磁辐射的研究

为满足继电保护测试信号源技术规范中的电磁辐射发射限值要求,针对目前继电保护测试信号源连接开关量、模拟量电缆辐射发射超标问题,提出了抑制非屏蔽电缆上共模电流方法以减小辐射发射噪声。基于电磁波与天线理论,建立了继电保护测试仪及非屏蔽电缆辐射发射的电路模型,分析了对辐射发射强度产生影响的主要电路参数,结果显示,在30～100MHz范围内,共模辐射发射噪声源强于差模辐射发射源。并根据共模辐射发射电路模型特性,给出抑制电缆共模电流的3种处理方法,即减小共模电流的大小,抑制电流谐波分量的频率,缩短电缆的长度。试验测试结果表明:抑制电缆共模电流方法能够减低辐射发射量22dB,具有电路处理简单、通用性强等特点。     

继电保护测试仪输出扩展装置的研制*

继电保护装置的测试效率对变电站基建、检修、技改的工期有着直接影响.针对传统继电保护测试仪只能"一对一"串行测试而导致的频繁拆接线、搬运困难、重复加量等制约测试效率的因素,研制了继电保护测试仪输出扩展装置.继电保护测试仪连接扩展装置,将测试仪输出的电气量通过分压、分流的方式扩展为多路电压、多路电流,再连接至多台保护装置,实现"一对多"的并行调试.基于电压电流分接原理将扩展装置划分为六大模块,并制作实物模型进行测试组装.最后将扩展装置在变电站进行实际运用,有效缩短了输入加量测试环节作业时间,验证了装置的良好实用性及提高测试效率的可行性.     

继电保护用功放数字化技术的研究

在继电保护测试仪的电压电流功放中,通常采用"数字基准源+模拟SPWM"的方案,数字基准源为功放提供了高精度的基准信号,保证了功放输出的低THD要求。基于MC56F8013的平台,设计了输出频率10Hz~1kHz的数字基准源,其幅值频率可调。同时,为了进一步采用数字化技术,提供高可靠的数字功放,还初步设计了数字SPWM宽变频功放。最后给出数字基准源部分实验结果,证明了设计方案的有效性,基准源输出THD不超过0.25%;另外将数字SPWM与模拟SPWM功放进行对比实验,分析给出数字功放较难实现低THD的原因。     

基于交错并联Buck变换器新型驱动电路的研究

传统的电压源驱动MOSFET的方式,开关损耗会随着开关频率的增加而显著增加。交错并联技术能够以较低的开关频率实现高频输出电压波动,具有纹波互消、相间分流等优点。在此将一种新型的电流源驱动电路应用于交错并联技术的Buck主电路,在对电路损耗进行详细分析的基础上,设计了在开关频率1 MHz、输入5 V条件下,实现输出1.3 V/20A的电路拓扑,达到了较小电压纹波输出和较高装置效率的要求。     

多路数字绝缘电阻测试仪用的直流电源设计

基于反激式单片开关电源的设计方案,设计了多路数字绝缘电阻测试仪使用的250V直流电源.设计了基于TL431和电阻网络的精密反馈电路,以满足电源输出电压幅值高,精度高的要求.介绍了电路的工作原理以及主要参数的确定方法.实验结果表明,电源达到了设计目标,满足多路数字绝缘电阻测试仪测量精度的要求.     

双数字信号处理器继电保护测试仪的设计

提出了一种基于双数字信号处理器(digital signal processor,DSP)与复杂可编程逻辑器(complexprogrammable logic device,CPLD)的微机继电保护测试仪,分析了装置内高精度信号发生主控模块和人机交互模块中各硬件电路的原理及功能,概述了功率放大电路及其保护、自检电路的设计,阐述了主控模块的系统程序设计方法并定义了内部通信协议。装置采用嵌入式实时操作系统设计人机交互系统软件,以确保监控的实时性。基于双DSP与CPLD的微机继电保护测试仪体积小,质量轻,运行可靠,能够满足各种常规继电器和微机保护装置的测试要求。     

新型高精度数控交流恒流源的设计

基于直接数字频率合成技术设计了一种新型高精度数控交流恒流源系统。该系统由低频正弦信号发生器和恒流源电路组成,其中正弦信号发生器由STM32单片机搭建,恒流源电路在功率放大电路的基础上添加反馈网络,使新型恒流源具有更高的输出精度和更好的幅值稳定性。测试结果显示：该恒流源输出电流的幅值、频率、相位、输出时长可控,具有工作稳定好、精度高、噪声小的特点。     

基于单芯片的降压型电源转换器设计

地质灾害监测设备大多采用蓄电池或与太阳能组合供电,供电电压一般在12 V左右,为了满足后端微处理器电路、数据采集与通信电路的低电压、大电流、高纹波抑制比和低能耗等要求,设计了一种基于单芯片的降压型高性能电源转换器。采用TPS6211x内置的FET,通过合理配置外接电阻、电容和电感等参数值,并完善PCB布局布线,将3.1～17 VDC降压至1.2～16 VDC,并可实现大电流输出。性能测试及实际应用情况表明,该电源转换器在5 V稳压输出时,能够提供1.48 A的大电流工作,纹波18.1 mV,电压调整率0.1%,电流调整率0.67%,转换效率91%,满足了地质灾害监测设备的工作需求。     

基于AT89C55WD的微机继电保护实验装置研制

开发了一种通用的微机保护实验装置,给出了基于AT89C55WD单片机的软硬件设计方案,对其实现方法及其关键技术进行了研究。该装置的外围电路由A/D转换单元、开关量输入/输出单元、频率测量单元和通信单元等组成,它与上位机和继电保护测试仪等组合,形成了继电保护实验系统。软件部分采用KeilC51结构化编程语言编程,进行模块化设计。整个系统能够有效地模拟、采集和处理继电保护中常见的电流与电压故障,并发出动作指令。     

用于FAIMS系统的微电流检测电路

为解决电容积分式电流检测法不能满足FAIMS快速测量要求的问题,设计了一种用于FAIMS系统的微电流检测电路。该设计运用I/V电阻反馈法对信号进行放大。通过屏蔽和滤波等设计,有效地降低了FAMIS系统对检测电路的高频电磁干扰。考虑到前端电路的噪声来源,采用合理的元器件和电路设计,运用两级放大将FAIMS系统中的pA级电流放大并转换到mV量级。通过采集卡,利用LabVIEW对测得的电流信号进行采集和数据处理。实验结果表明,该电路的测量精度优于0.1 pA,采样频率高于15 Hz。进行了FAIMS系统实验,测得系统输出的背景噪声为0.2 pA。以乙醇为实验样品,在载气（N2）流量为0.8 L/min的情况下,得到了乙醇的FAIMS谱图,证明了该微电流检测电路可用于FAIMS系统。