一种直流保护信号发生仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直流保护信号发生仪，属于直流牵引供电系统继电保护校验领域，包括：电源单元，由USB充电模块、蓄电池、电压转换模块、稳压电路组成，提供高质量的5V、15V两个电压等级；输入调节单元，由波段开关进行输出范围调节，由高精度电位器进行精细调节，确保其调节精度；信号放大处理单元，通过运算放大器及三极管的组合，进行初级信号放大调整，实现精准输出；切换及保护单元用于切换当前的电压或电流信号，并当电压、电流信号过载时断开电路；显示单元，精准显示实际输出电流电压值；本实用新型专利技术具有操作简单、双路双控、显示直观、提高工作效率等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种直流保护信号发生仪
本技术涉及直流牵引供电系统继电保护校验领域，具体的说是一种直流保护信号发生仪。
技术介绍
任何供电系统继电保护装置都要进行继电保护功能校验，确保装置动作的安全性、可靠性、灵敏性、速动性，尤其城市轨道交通牵引供电系统对运行安全有着重要意义，对保护装置继电保护校验更是尤为重要。现国内城市轨道交通行业普遍采用国外的信号发生器对保护装置进行继电保护校验，价格昂贵，使用过程中存在明显的弊端，只能单路输出，不能同时为继电保护装置的多个模拟量输入进行校验，若想完全满足功能需要更多的设备，无法满足使用需求，限制了其使用范围；无输出值显示功能，不能直观显示实际输出值，输出实际值换算繁琐，严重影响工作效率；使用干电池作为电源，电池容量小，更换繁琐，且续航能力差，为工作带来不必要的麻烦。而大型继电保护仪器在功能上能满足保护装置校验的要求，但是价格更加昂贵，且不方便携带，需采用市电供电，应用起来极其不便。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种双路输出、输出值可视、内置可充电蓄电池、采用USB充电接口，操作简单、实用方便，以降低工作复杂性，增加继电保护装置校验效率的直流保护信号发生仪。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种直流保护信号发生仪，包括：依次连接的电源单元、输入调节单元、信号放大处理单元、切换及保护单元、输出显示单元；所述电源单元将外接电源转换成5V、15V输出；所述输入调节单元包括多个并联的电位器、波段开关S2、电位器J2；用于对输入的电压信号、电流信号进行调节；所述每个电位器一端连接电源模块的15V输出，另一端连接波段开关S2，波段开关S2公共输出端连接电位器J2；所述信号放大处理单元包括依次连接的运算放大器、三极管；用于对输入的电流信号进行放大处理；所述运算放大器的输入端连接电位器J2、输出端连接三极管基极，三极管的发射极输出至切换及保护单元；所述切换及保护单元包括波段开关S4、二极管和熔断器；用于切换当前的电压或电流信号，并当电压、电流信号过载时断开电路；所述波段开关S4分别连接二极管、熔断器；波段开关S4另一端连接三极管的发射极；二极管另一端接地；所述输出显示单元实时显示输出的电流信号值和电压信号值。所述电源单元包括：依次相连的蓄电池、两路并联的电压转换电路；所述电压转换电路包括依次连接的电压转换模块、电容。所述电源单元还包括USB充电模块，USB充电模块与蓄电池并联。所述蓄电池为镍镉蓄电池。所述波段开关S2用于范围调节，实现电流0-20mA、0-100mA两档可调，电压0-1V、0-10V两档可调；所述电位器J2用于精细调节，电流输出0.1mA可调，电压输出0.01V可调。所述三极管包括三极管T3、三极管T4；三极管T3发射极连接T4基极。所述波段开关S4用于切换电流输出或电压输出，所述二极管和熔断器用于过流、过压保护。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术提供了一种全新的直流保护信号发生仪解决方案，输出的电流、电压值可直观的数值显示，方便实际电流、电压值的观测与继电保护装置的对比。2.双路输出，直流牵引供电系统继电保护装置有多个模拟量输入接口，例如母线电压与馈线电压等，利用本技术能同时进行配合测试。3.采用USB接口对内置蓄电池进行充电，电池容量大，续航能力强，方便使用，避免了使用中更换电池的繁琐。4.该技术降低了继电保护装置校验工作的复杂程度，奠定了一种新的继电保护装置校验的解决方案，展现了保护装置校验典型电路应用形式，能够完成对保护装置全面高效的校验工作。5.本技术精度高，稳定性强，成本低，易实现，在一定程度上减少和精简了检修人员的数量。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的电源单元电路图；图3为本技术的输入调节单元电路图；图4为本技术的信号放大单元电路图；图5为本技术的切换及保护单元电路图；图6为本技术的输出显示单元电路图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。本技术为一种直流保护信号发生仪，为手持式便携设备，尺寸90mm×158mm×60mm，重0.5KG。如图1所示，一种直流保护信号发生仪，包括：依次连接的电源单元、输入调节单元、信号放大处理单元、切换及保护单元、输出显示单元；所述电源单元用于将外接电源转换成5V、15V输出；所述输入调节单元用于对输入的电压信号、电流信号进行调节；所述信号放大处理单元用于对输入的电流信号进行放大处理；所述切换及保护单元用于切换当前的电压或电流信号，并当电压、电流信号过载时断开电路；所述输出显示单元，用于实时显示输出的电流信号值和电压信号值。如图2所示，USB充电模块向电池充电，并通过电源开关S1(POWER-K)提供DC5V电压送至电源模块B0515S、电源模块B0505S，向后部电路提供15V、5V电源，电源模块前端电感(L1)、电容(C1、C3)用于匹配源端阻抗，电源模块后端电容(C4、C5、C6、C7、C8、C9)用于输出稳压、过压过流保护、输出滤波功能。如图3所示，通过波段开关S2(CH2-S-3)切换电源路径，进行电流、电压切换及电流电压输出范围的切换。电位器P3与波段开关S4的2、3端口组合进行电流范围调节，电位器P1为电压调节10V输出，P2为电压调节1V输出，电位器J2用于精细调节。如图4所示，信号经运算放大器(U1ALM324)至两个S8050三极管进行信号放大输出至后级切换及保护单元。同相输入端对运放进行偏置，运放输出至T3S8050三极管基级，对电流信号进行放大发射极输出至T4S8050三极管基级，对电流信号进行再次放大，并经发射极输出。如图5所示，通过波段开关S4(CH2-S-2)切换电源路径，进行电流、电压切换输出切换，2、3为电流输出，4、5为电压输出，当选择电压输出时端子4、5通过连接输出显示单元以获取电压信号，瞬态抑制二极管TVS118V及熔断器(F1)200mA用于过压、过流保护。如图6所示，为输出显示单元，为独立电源供电，确保显示的精准度，由前级电路输出的电流、电压信号经过显示模块进行直观显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流保护信号发生仪，其特征在于，包括：依次连接的电源单元、输入调节单元、信号放大处理单元、切换及保护单元、输出显示单元；所述电源单元将外接电源转换成5V、15V输出；所述输入调节单元包括多个并联的电位器、波段开关S2、电位器J2；用于对输入的电压信号、电流信号进行调节；所述每个电位器一端连接电源模块的15V输出，另一端连接波段开关S2，波段开关S2公共输出端连接电位器J2；所述信号放大处理单元包括依次连接的运算放大器、三极管；用于对输入的电流信号进行放大处理；所述运算放大器的输入端连接电位器J2、输出端连接三极管基极，三极管的发射极输出至切换及保护单元；所述切换及保护单元包括波段开关S4、二极管和熔断器；用于切换当前的电压或电流信号，并当电压、电流信号过载时断开电路；所述波段开关S4分别连接二极管、熔断器；波段开关S4另一端连接三极管的发射极；二极管另一端接地；所述输出显示单元实时显示输出的电流信号值和电压信号值。

【技术特征摘要】
1.一种直流保护信号发生仪，其特征在于，包括：依次连接的电源单元、输入调节单元、信号放大处理单元、切换及保护单元、输出显示单元；所述电源单元将外接电源转换成5V、15V输出；所述输入调节单元包括多个并联的电位器、波段开关S2、电位器J2；用于对输入的电压信号、电流信号进行调节；所述每个电位器一端连接电源模块的15V输出，另一端连接波段开关S2，波段开关S2公共输出端连接电位器J2；所述信号放大处理单元包括依次连接的运算放大器、三极管；用于对输入的电流信号进行放大处理；所述运算放大器的输入端连接电位器J2、输出端连接三极管基极，三极管的发射极输出至切换及保护单元；所述切换及保护单元包括波段开关S4、二极管和熔断器；用于切换当前的电压或电流信号，并当电压、电流信号过载时断开电路；所述波段开关S4分别连接二极管、熔断器；波段开关S4另一端连接三极管的发射极；二极管另一端接地；所述输出显示单元实时显示输出的电流信号值和电压信号值。2.按照权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪庆，周崇红，贺祖团，张宁，于浩，杨大勇，陈扬，
申请(专利权)人：沈阳地铁集团有限公司运营分公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21