CN220064339U - 一种35kV输电线路接地故障检测分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,主要应用于电网故障检测仪器技术领域,含箱盖、箱体、工业电脑,所述箱盖与箱体铰接,所述控制模块,所述控制模块安装于箱体内,所述控制模块由工业电脑、触摸式显示屏、高压电源输出接口、测试连接线接口、仪器接地线接口、蜂鸣器、充电口、开关、软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路,所述触摸式显示屏两侧依次设置高压电源输出接口、测试连接线接口、仪器接地线接口、蜂鸣器、充电口、开关。应用本实用新型一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,体积小,整备质量轻,携带方便,操作便捷,能对定位故障线路进行分段的绝缘进行遥测,作业效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网故障检测仪器技术领域,具体涉及一种35kV输电线路接地故障检测分析装置。
背景技术
生活用电在人们生活中的依赖度越来越高,也对电网供电可靠率要求也越来越高。虽然近年来电网建设得到迅猛发展,但是各地电力部门的网架结构较为薄弱,还是赶不上人们对电力需求的发展。目前输电线路工作存在的主要问题有:
(1)输电线路查找故障较慢,故障定位难;
(2)巡视工作质量差、效率不高;
(3)一些供电局辖区多山,35kV线路地处山区地形复杂树木茂密且没有覆盖安装故障定位装置,经常发生线路故障,故障发生后排查难度大,消耗的人力物力多。发生故障后只能通过人工巡线的方式进行故障排查,没有专业的故障排查装置。
实用新型内容
本实用新型提出一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,解决故障查找困难,效率低,质量差,携带不便,经济性较差的问题。
本实用新型的技术方案为:一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,包括箱盖、箱体、工业电脑,所述箱盖与箱体铰接,所述控制模块,所述控制模块安装于箱体内,所述控制模块由工业电脑、触摸式显示屏、高压电源输出接口、测试连接线接口、仪器接地线接口、蜂鸣器、充电口、开关、软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路,所述触摸式显示屏两侧依次设置高压电源输出接口、测试连接线接口、仪器接地线接口、蜂鸣器、充电口、开关,所述工业电脑、触摸式显示屏、高压电源输出接口、测试连接线接口、仪器接地线接口、蜂鸣器、充电口、开关与软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路电气连接。
优选的,所述箱盖、箱体采用工程塑料制作。
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,使用时,检查仪器状态正常后,接入测试线,检查接线无误后,通过触摸式显示屏上检查测试线路是否有残余电压,当界面显示的残余电压为零时,才能进行检测操作,通过软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路分工配合,诊断线路故障。
本实用新型的有益效果:一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,体积小,整备质量轻,携带方便,操作便捷,能对定位故障线路进行分段的绝缘进行遥测,作业效率高。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图;
图2为本实用新型结构示意图;
图3为软启动电路结构示意图;
图4为耗尽基准的电路结构示意图;
图5为误差放大器结构示意图;
图6为PWM/PFM切换控制电路结构示意图;
图中,100-箱盖,200-箱体,300-控制模块,301-触摸式显示屏,302-高压电源输出接口,303-测试连接线接口,304-仪器接地线接口,305-蜂鸣器,306-充电口,307-开关。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式为:如图1、图2所示,一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,包括箱盖100、箱体200、工业电脑,所述箱盖100与箱体200铰接,所述控制模块300,所述控制模块300安装于箱体200内,所述控制模块300由工业电脑、触摸式显示屏301、高压电源输出接口302、测试连接线接口303、仪器接地线接口304、蜂鸣器305、充电口306、开关307、软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路,所述触摸式显示屏301两侧依次设置高压电源输出接口302、测试连接线接口303、仪器接地线接口304、蜂鸣器305、充电口306、开关307,所述工业电脑、触摸式显示屏301、高压电源输出接口302、测试连接线接口303、仪器接地线接口304、蜂鸣器305、充电口306、开关307与软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路电气连接。
软启动电路:电路启动阶段,易出现浪涌电流和过冲电压,通过软启动电路使得输出电压缓慢上升到预设电压,保护元器件的工作安全。
当升压型DC-DC转换器上电开始工作时,输出电压是逐渐从零上升到预设值的,所以在启动阶段反馈电压VFB比较小,若与固定的基准电压一起输入误差放大器,会导致误差放大器输出过高,最后PWM比较器输出大占空比的调制信号,使得NMOS功率管导通时间过长,电感电流不断增大,产生的浪涌电流和过冲电压致使芯片遭受损坏。为避免上述的情况,本实用新型了软启动电路,通过产生逐渐升高的基准电压Vref_FB来限制误差放大器的输出,避免占空比信号过大。
基准电压源:提供一个不受电压源和温度影响的高精度参考电压,采用了耗尽管结构来实现。耗尽管结构的基准电压源不需要启动电路,电路结构更简单,极低的静态功耗符合高效率***的设计目标。
本实用新型设计的升压型DC-DC转换器要实现全负载的高效率,就需要尽可能选用更低功耗的电路结构。传统的带隙基准电路结构复杂,需要使用运算放大器电路和启动电路,运放的性能直接影响输出基准电压的精度,并且消耗的电流一般在十几μA,不利于高效率设计。本实用新型采用了耗尽基准,简化了电路结构,不再需要运算放大器电路和启动电路,减少了版图面积,节省了成本,并能大幅减小静态功耗。开关管M7、M8,增强管M9。信号EN为使能控制信号,EN_N为它的反相控制信号,当EN为高电平时电路正常工作,此时M1管为关闭状态,M6管和M10管为开启状态。M4、M5和M11为耗尽管,其阈值电压为负值。M5管的栅极直接连接地,当M6管开启后栅源电压VGS5等于零,产生恒定支路电流。耗尽管M4的存在可以抑制沟道长度调制效应,减小VDD变化对M5管电流的影响。M5管所在支路的电流通过电流镜拷贝到M9所在支路,再通过I-V转换为M9的栅极电压,即基准电压Vref。M12为开关管,受软启动信号Vsoft控制,产生逐渐升高的基准电压Vref_FB。
误差放大器:是本实用新型的DC-DC转换器的核心模块之一,其性能的优劣会直接影响输出电压的精度和***的响应速度。多级放大器拥有较高的增益,但其静态电流较大,也不利于补偿。对于本实用新型的DC-DC转换器来说,单级放大器更符合低功耗设计要求,采用折叠式共源共栅结构的增益较大,能够满足芯片的性能要求。
与传统折叠式共源共栅结构不同,本实用新型的NMOS负载采用低电压的连接方式,误差放大器的输出电压摆幅更大。VBP1、VBP2、VBN3和VBN4提供合适的偏置电压。误差放大器的输入端分别为Vref_FB和VFB,信号Vref_FB由基准电压电路提供,信号VFB为反馈电压,按特定比例实时采样输出电压值。VE为误差放大器输出信号,为Vref_FB和VFB的差值放大信号。当输出电压下降时,VFB信号跟随下降,此时Vref_FB>VFB,输出信号VE上升,占空比增大,调节输出电压回升;当输出电压上升降时,VFB信号跟随上升,此时Vref_FB<VFB,输出信号VE下降,占空比减小,调节输出电压回落。
PWM/PFM切换控制电路:本实用新型检测PWM比较器输出信号VPWM的占空比。若由轻载开始增加负载电流,VPWM信号占空比增加,加大到一定程度时就会自动切换为PWM工作模式。对比检测电流的“硬”切换,检测占空比能够让PWM和PFM模式切换更平滑。将PWM比较器输出信号的高电平时间与电感电流到达限流值Ipfm所需的时间进行比较,持续时间更长的信号将决定NMOS功率管的导通时长,使***在PWM和PFM两种工作模式之间的切换更加平滑。PWM/PFM切换控制电路:PWM比较器的两端分别输入三角波信号VRAMP和误差放大器输出信号VE,结束浪涌保护状态时,浪涌保护电路输出信号Vrush为低电平。PWM比较器的输出信号VPWM是振荡器的开关控制信号,若处于跳周期状态,VPWM信号会出现一个周期内都为低电平的状况,此时振荡器停止工作,降低能量损耗,直到VPWM信号再次为高电平时,振荡器恢复工作。
在一个周期内,假设PWM比较器的输出VPWM高电平时间为t1,电感电流到达限流点Ipfm的时间为t2。轻载时,转换器工作在PFM模式下,t1<t2,信号VPWM开启NMOS功率管,到达峰值限流点Ipfm后,由Vipfm信号关闭NMOS功率管,并开启PMOS功率管进入续流阶段。本文设计的PWM/PFM切换控制电路以RS触发器为关键逻辑电路,其具体工作原理如下:轻载时,误差放大器的输出较低,VPWM信号输出高电平时间很短,输入RS触发器的S端,Vipfm信号初始状态低电平,Q端保持高电平,NOR1输出低电平信号。OSC_N为振荡器信号OSC的反相,此时为低电平,NOR2的输出信号control_N为高电平,此时开启NMOS功率管。直到电感电流到达限流点Ipfm时,Vipfm信号变为高电平,RS触发器复位,Q端为低电平,此时VPWM早已为低电平,control_N为低电平,此时关闭NMOS功率管。
若加大负载,误差放大器的输出信号VE增大,VPWM高电平时间t1变大。当t1>t2时,NMOS功率管的开启和关断由VPWM信号和OSC信号来进行控制,不再受Vipfm信号影响,即转换器进入PWM工作模式。此状态下,PWM/PFM切换控制电路的具体工作原理如下:VPWM信号输入RS触发器的S端,Q端输出高电平,NOR1输出低电平。当Vipfm信号变为高电平,Q变为低电平,此时VPWM信号仍为高电平,NOR1输出低电平,NMOS功率管保持开启,直到PWM信号变为低电平时才关闭。
具体的,所述箱盖100、箱体200采用工程塑料制作。所述工程塑料制作的箱盖100、箱体200结构强度高,质量轻,携带方便。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,包括箱盖(100)、箱体(200)、工业电脑,所述箱盖(100)与箱体(200)铰接,其特征在于:还包括控制模块(300),所述控制模块(300)安装于箱体(200)内,所述控制模块(300)由工业电脑、触摸式显示屏(301)、高压电源输出接口(302)、测试连接线接口(303)、仪器接地线接口(304)、蜂鸣器(305)、充电口(306)、开关(307)、软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路,所述触摸式显示屏(301)两侧依次设置高压电源输出接口(302)、测试连接线接口(303)、仪器接地线接口(304)、蜂鸣器(305)、充电口(306)、开关(307),所述工业电脑、触摸式显示屏(301)、高压电源输出接口(302)、测试连接线接口(303)、仪器接地线接口(304)、蜂鸣器(305)、充电口(306)、开关(307)与软启动电路、基准电压源、误差放大器、PWM/PFM切换控制电路电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种35kV输电线路接地故障检测分析装置,其特征在于:所述箱盖(100)、箱体(200)采用工程塑料制作。
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