專利名稱：一種適用于直流電源紋波系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)變電站直流電源紋波含量和紋波 系數(shù)做全程監(jiān)測(cè)的測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)及微機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，國(guó)內(nèi)的變電站現(xiàn)場(chǎng)都大量的 安裝了新型的直流電源，新型的直流電源就是采用閥控式電池和高頻電源的充電 機(jī)的技術(shù)結(jié)合，其性能穩(wěn)定得到了進(jìn)一步的應(yīng)用。微機(jī)型的繼電保護(hù)裝置在變電 技術(shù)中大量使用。由于微機(jī)對(duì)其工作電源有很高的技術(shù)要求，特別是對(duì)電源紋波 的要求更加苛刻，因此變電站對(duì)直流電源的各種技術(shù)指標(biāo)和可行性提出了更高的 要求。目前直流電源成套裝置制造廠出廠產(chǎn)品普遍具有技術(shù)性能指標(biāo)高的特點(diǎn)， 但大部分直流電源成套裝置都沒(méi)有考慮紋波系數(shù)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)要求，新投運(yùn)的直流 電源其紋波含量經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后其紋波系數(shù)和數(shù)值參數(shù)一定會(huì)發(fā)生變化，對(duì)于了 解實(shí)時(shí)的直流電源紋波就顯得十分有必要，解決直流電源實(shí)際運(yùn)行中留下的安全隱患。
新型閥控式鉛酸電池由于其結(jié)構(gòu)原理、生產(chǎn)工藝與開(kāi)口電池相比都有較大的 變化；小體積、貧液式對(duì)充電機(jī)和其應(yīng)用環(huán)境都提出了新的要求，如蓄電池要求 在+25'C的環(huán)境下，充電機(jī)的紋波系數(shù)《0.5%等參數(shù)。為了提高變電站和電網(wǎng)的 安全運(yùn)行，就對(duì)直流電源的紋波系數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)提出了明確的規(guī)定，特別是對(duì)其供 電質(zhì)量有較高的要求。
目前為止，直流電源的紋波監(jiān)測(cè)裝置存在以下幾個(gè)問(wèn)題
1、 設(shè)備笨重，不能便攜，不易在各變電站之間現(xiàn)場(chǎng)使用，僅采用直流電源生產(chǎn) 廠家使用。
2、 大多采用示波器，波形記錄儀等使用不方便。
3、 測(cè)量出的交流紋波電壓值后，其紋波系數(shù)還要采用人工計(jì)算方法進(jìn)行，沒(méi)有 直接讀出紋波系數(shù)的儀器。4、采用多種設(shè)備合成，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量要采用電源供電，容易造成直交直流串接，安
全性差。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的
本實(shí)用新型的目的是在于為變電站直流電源現(xiàn)場(chǎng)提供一種能方便測(cè)試紋波 系數(shù)的的專用工具，也可以使用于需要測(cè)量直流電源紋波系數(shù)的地方測(cè)量。 本實(shí)用新型技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種適用于直流電源紋波 系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置包括1、直流電源，2、電壓采集模塊，3、紋波采集模塊，4、
電池電壓采集模塊，5、 A/D采樣模塊，6、信號(hào)處理控制單元，7、液晶顯示模 塊，8、電池欠壓報(bào)警模塊，9、 RS232通信，10、電池供電模塊。直流電源(1) 的I輸出端通過(guò)一個(gè)電壓采集模塊(2)接到A/D采樣模塊(5)的I輸入端；直 流電源(1)的II輸出端通過(guò)一個(gè)紋波采集模塊(3)接到A/D采樣模塊(5)的 II輸入端；電池供電模塊(10)的II輸出端通過(guò)一個(gè)電池電壓采集模塊(4)接 到A/D采樣模塊(5)的m輸入端；A/D采樣模塊(5)的輸出端接到信號(hào)處理控 制單元(6)的輸入端；信號(hào)處理控制單元(6)的I輸出端接液晶顯示模塊(7)，
信號(hào)處理控制單元(6)的n輸出端接電池欠壓報(bào)警模塊(8)，信號(hào)處理控制單
元(6)的III輸出端接RS232通信(9);電池供電模塊(10)的I輸入端對(duì)裝置 中的用電模塊供電。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)中采用的測(cè)量設(shè)備相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 使用安全可靠，不需要帶任何防護(hù)裝置。
本裝置使用時(shí)不需要交流電源供電，不會(huì)產(chǎn)生任何不良后果。它不會(huì)造成任 何的人身事故問(wèn)題，不會(huì)對(duì)人身安全造成傷害，不會(huì)造成交直流串接現(xiàn)象，使用 安全。
2、 整個(gè)裝置重量小于lkg，可以攜帶到任何現(xiàn)場(chǎng)使用。 本測(cè)試儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體重量小于0.5kg，是一種便攜式的儀器， 一個(gè)人
就可隨時(shí)移動(dòng)，可以在任何現(xiàn)場(chǎng)更換，解決了以前監(jiān)測(cè)時(shí)設(shè)備繁重，接線復(fù)雜而 造成的使用不便。
3、 本儀器測(cè)試適應(yīng)于不同品牌，進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的都可以使用，也適用于不同類型的充電機(jī)。
4、本儀器能全自動(dòng)測(cè)量能直流讀取被測(cè)直流電源的直流電壓，紋波電壓值，紋 波系數(shù)等，并可以保存，測(cè)量時(shí)不需要人工干預(yù)。


為了更好的進(jìn)一步說(shuō)明，下面附圖予以詳細(xì)說(shuō)明。 圖1是本實(shí)用新型提供的裝置總結(jié)構(gòu)圖 圖2是本實(shí)用新型提供的電壓采集模塊原理圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型予以詳細(xì)的說(shuō)明
圖1是本裝置總體結(jié)構(gòu)圖，主要包括1、直流電源，2、電壓釆集模塊， 3、紋波采集模塊，4、電池電壓采集模塊，5、 A/D采樣模塊，6、信號(hào)處理控制 單元，7、液晶顯示模塊，8、電池欠壓報(bào)警模塊，9、 RS232通信，10、電池供 電模塊。直流電源(1)的I輸出端通過(guò)一個(gè)電壓采集模塊(2)接到A/D采樣模 塊(5)的I輸入端；直流電源(1)的II輸出端通過(guò)一個(gè)紋波采集模塊(3)接 到A/D采樣模塊(5)的II輸入端；電池供電模塊(10)的II輸出端通過(guò)一個(gè)電 池電壓采集模塊(4)接到A/D采樣模塊(5)的III輸入端；A/D采樣模塊(5) 的輸出端接到信號(hào)處理控制單元(6)的輸入端；信號(hào)處理控制單元(6)的I輸
出端接液晶顯示模塊(7)，信號(hào)處理控制單元(6)的n輸出端接電池欠壓報(bào)警
模塊(8)，信號(hào)處理控制單元(6)的III輸出端接RS232通信(9);電池供電模 塊(10)的I輸入端對(duì)裝置中的用電模塊供電。A/D采樣模塊(5)采用芯片 TCL1543，品牌TCL，廠家Texas Instruments, TLC1543是由TI公司開(kāi)發(fā)的開(kāi) 關(guān)電容式AD轉(zhuǎn)換器，IO位精度、ll通道、三種內(nèi)建的自測(cè)模式、提供E0C (轉(zhuǎn) 換完成)信號(hào)等。該芯片與單片機(jī)的接口采用串行接口方式，引線很少，與單片 機(jī)連接簡(jiǎn)單。信號(hào)處理控制單元(6)采用芯片AT89C52，廠家ATMEL公司。AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM), 40個(gè)引腳，32個(gè) 外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口， 3個(gè)16位可編程定 時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫串口。大致工作原理為測(cè)量到的信 號(hào)經(jīng)電壓采集模塊(2)，紋波采集模塊(3)，電池電壓采集模塊(4)進(jìn)行采樣處理，處理后的信號(hào)送人A/D采樣模塊(5)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換完后的信 號(hào)送人信號(hào)處理控制單元(6)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理控制單元(6)處理的信 號(hào)由I路輸出到液晶顯示模塊(7)進(jìn)行顯示，由II路輸出到電池欠壓報(bào)警模塊 (8)進(jìn)行欠壓報(bào)警，由m路輸出到RS232通信端口 (9)與上位機(jī)進(jìn)行通信。電 池(10)對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行供電。
圖2是本實(shí)用新型電壓采集模塊的原理圖，主要包括電阻(R1)、電阻(R2)、 電阻(R3)、電阻(R4)、電阻(R5)， 二極管(D8)、 二極管(D9)、 二極管(Dll)，電 容(C7)，電位器(VR2)，運(yùn)算放大器(U4C)等。電阻(R1)的一端接地，(R2)的一端 和信號(hào)的正輸入端(VIN+)相接，電阻(R3)的一端和信號(hào)的負(fù)輸入端(VIN-)相接， 電阻(R1)的另一端與電阻(R2)的另一端相并接后分別和二極管(D8)的正端、二極 管(D9)的負(fù)端相并接到運(yùn)算放大器(U4C)的正輸入端(第10腳)；電阻(R3)的另 一端和(D8)的負(fù)端、二極管(D9)的正端相并接到運(yùn)算放大器(U4C)的負(fù)輸入端第 9腳；二極管(D9)的正輸入端并接電阻(R4);電阻(R4)的另一端和運(yùn)算放大器 (U4C)的輸出端相接；運(yùn)算放大器(U4C)的輸出端和電阻(R5)相接；電阻(R5)的另 一端和穩(wěn)壓二極管(D11)的正端相接；穩(wěn)壓二極管(Ml)的正端又和電容(C7)的相 并接；電容(C7)的一端接電位器(VR2)的輸入端；穩(wěn)壓二極管(D11)的負(fù)端、電容 (C7)的另一端、電位器(VR2)的另一端和大地相并接地；其中二極管(D8)、 二極 管(D9)采用IN4007 二極管，運(yùn)算放大器采用LM324，電位器采用32%系列1K 電位器，電阻(R1)、電阻(R2)、電阻(R3)、電阻(R4)、電阻(R5)電阻值分別為 IOK、 330K、 330K、 5K、 1K的1/4瓦金屬膜精密電阻，穩(wěn)壓二極管(DU)為1瓦 5.1V，電容(C7)電容值為104pf的瓷片電容。電阻(R2)、電阻(R3)為輸入電阻， 電阻(R4)為反饋電阻，電阻(R5)為輸出電阻，(SAPMU)為信號(hào)輸出端。大致工作 原理為測(cè)量到的信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入電阻(R2)和電阻(R3)后送到運(yùn)算放大器(U4C)進(jìn) 行放大處理，運(yùn)算放大器(U4C)對(duì)信號(hào)處理后經(jīng)電阻(R5)輸出，穩(wěn)壓二極管(Dll) 為保護(hù)元件，將高電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓處理，保證輸出到A/D轉(zhuǎn)換器的電壓不高于 5V。
權(quán)利要求一種適用于直流電源紋波系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，本測(cè)試裝置包括直流電源(1)，電壓采集模塊(2)，紋波采集模塊(3)，電池電壓采集模塊(4)，A/D采樣模塊(5)，信號(hào)處理控制單元(6)，液晶顯示模塊(7)，電池欠壓報(bào)警模塊(8)，RS232通信(9)，電池供電模塊(10)；其特征為直流電源(1)的I輸出端通過(guò)一個(gè)電壓采集模塊(2)接到A/D采樣模塊(5)的I輸入端；直流電源(1)的II輸出端通過(guò)一個(gè)紋波采集模塊(3)接到A/D采樣模塊(5)的II輸入端；電池供電模塊(10)的II輸出端通過(guò)一個(gè)電池電壓采集模塊(4)接到A/D采樣模塊(5)的III輸入端；A/D采樣模塊(5)的輸出端接到信號(hào)處理控制單元(6)的輸入端；信號(hào)處理控制單元(6)的I輸出端接液晶顯示模塊(7)，信號(hào)處理控制單元(6)的II輸出端接電池欠壓報(bào)警模塊(8)，信號(hào)處理控制單元(6)的III輸出端接RS232通信(9)；電池供電模塊(10)的I輸入端對(duì)裝置中的用電模塊供電。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于直流電源紋波系數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，本裝置包括直流電源，電壓采集模塊，紋波采集模塊，電池電壓采集模塊，A/D采樣模塊，信號(hào)處理控制單元，液晶顯示模塊，電池欠壓報(bào)警模塊，RS232通信，電池供電模塊。直流電源成套裝置制造廠出廠產(chǎn)品普遍具有技術(shù)性能指標(biāo)高的特點(diǎn)，但大部分直流電源成套裝置都沒(méi)有考慮紋波系數(shù)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)要求，新投運(yùn)的直流電源其紋波含量經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后其紋波系數(shù)和數(shù)值參數(shù)一定會(huì)發(fā)生變化，本實(shí)用新型能全自動(dòng)測(cè)量能直流讀取被測(cè)直流電源的直流電壓，紋波電壓值，紋波系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)，充分的保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，減少了事故發(fā)生率。
文檔編號(hào)G01R31/40GK201311485SQ20082013337
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者陳為志, 陳書欣, 陳海宏 申請(qǐng)人:溫州市科星電子有限公司