一种具有10kV配电模拟线路的PCB板制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，包括板体，所述板体上设有断路器模块、采样模块、第一三相配电线路模块、短路开关模块以及第二三相配电线路模块，所述断路器模块，用于保护配电线路并设在所述配电线路的输入端；所述采样模块，用于电压和电流的采样；所述第一三相配电线路模块和所述第二三相配电线路模块，均用于分配电能；所述短路开关模块，用于切换所述配电线路的各短路故障；所述断路器模块、所述第一三相配电线路模块、所述短路开关模块以及所述第二三相配电线路模块依次电连接。本实用新型专利技术能够定性地模拟配电线路发生短路故障时的情况，并且实时监测系统中的电压、电流信号，可以更广泛地应用于科学研究及教学展示。教学展示。教学展示。

【技术实现步骤摘要】
一种具有10kV配电模拟线路的PCB板


[0001]本技术涉及配电网
，具体为一种具有10kV配电模拟线路的PCB板。

技术介绍

[0002]目前，为满足继电保护和自动控制装置的测试需要，电力系统物理模拟系统额定容量一般为数十千伏安，其存在投资巨大、占地面积广、功耗高、噪声大等缺点。实际上，科研机构一般仅利用电力系统物理模拟系统探索电力系统新规律和校验理论分析结果，短路容量可以设计得非常小。对于三相10kV配电模拟线路的物理模拟来说，现有的物理模型一般采用大型π等值电路组成，不能直接应用于PCB印制电路板中，占地面积大，无法应用于微型动模实验中。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
[0004]为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，包括板体，所述板体上设有断路器模块、采样模块、第一三相配电线路模块、短路开关模块以及第二三相配电线路模块，
[0005]所述断路器模块，用于保护配电线路并设在所述配电线路的输入端；
[0006]所述采样模块，用于电压和电流的采样；
[0007]所述第一三相配电线路模块和所述第二三相配电线路模块，均用于分配电能；
[0008]所述短路开关模块，用于切换所述配电线路的各短路故障；
[0009]所述断路器模块、所述第一三相配电线路模块、所述短路开关模块以及所述第二三相配电线路模块依次电连接。
>[0010]进一步，所述断路器模块包括继电器、驱动电路以及隔离电路，控制信号输入至所述隔离电路，所述隔离电路输出至所述驱动电路。
[0011]进一步，所述隔离电路为光耦隔离器，所述光耦隔离器包括TLP181线性光耦，所述TLP181线性光耦通过下拉电阻接地。
[0012]进一步，所述驱动电路包括三极管S9014，所述TLP181线性光耦通过电阻R3与所述三极管S9014电连接。
[0013]进一步，所述驱动电路接有二极管IN4148。
[0014]进一步，所述采样模块包括电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路包括依次连接的电压互感器SPT204A、运算放大器OP07A以及运算放大器LM358，所述电流采样电路包括依次连接的电流互感器SCT254AK、运算放大器OP07A以及运算放大器LM358。
[0015]进一步，所述第一三相配电线路模块和所述第二三相配电线路模块均包括两排八脚排针、四个电阻、四个电感以及八个电容，每排所述八脚排针的相邻引脚两两相连，分别为中性线和三相，其中三相分别接三个电阻和三个电感，所述中性线接另外一个电阻和另
外一个电感，其中一个所述八脚排针的中性线和三相分别接其中四个电容，另外一个所述八脚排针的中性线和三相分别接另外四个电容。
[0016]进一步，所述短路开关模块包括拨动开关，所述拨动开关控制各个短路开关S1、S2、S3和S4的开合状态以切换所述配电线路的各短路故障。
[0017]进一步，还包括三相电源输入端口模块和负荷输出端口模块，所述三相电源输入端口输出至所述断路器模块，所述第二三相配电线路模块输出至所述负荷输出端口模块。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0019]1、能够定性地模拟配电线路发生短路故障时的情况，并且实时监测系统中的电压、电流信号，可以更广泛地应用于科学研究及教学展示。
[0020]2、所设计的信号调理电路，能够准确地将电压、电流传感器输出的双极性信号调理成直接被A/D模块或微处理器转换的单极性信号。
[0021]3、中性点非有效接地配电网等值电路PCB板可以将投资巨大、占地面积广的配电网物理模拟系统浓缩到小小的PCB电路板上。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的配电线路示意图；
[0023]图2为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的第一三相配电线路模块和第二三相配电线路模块的原理图；
[0024]图3为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的断路器模块的原理图；
[0025]图4为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的短路开关模块的原理图；
[0026]图5为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的电压采样电路的原理图；
[0027]图6为本技术实施例提供的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板的电流采样电路的原理图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]请参阅图1至图6，本技术实施例提供一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，包括板体，所述板体上设有断路器模块、采样模块、第一三相配电线路模块、短路开关模块以及第二三相配电线路模块，所述断路器模块，用于保护配电线路并设在所述配电线路的输入端；所述采样模块，用于电压和电流的采样；所述第一三相配电线路模块和所述第二三相配电线路模块，均用于分配电能；所述短路开关模块，用于切换所述配电线路的各短路故障；所述断路器模块、所述第一三相配电线路模块、所述短路开关模块以及所述第二三相配
电线路模块依次电连接。在本实施例中，能够定性地模拟配电线路发生短路故障时的情况，并且实时监测系统中的电压、电流信号，可以更广泛地应用于科学研究及教学展示。所设计的信号调理电路，能够准确地将电压、电流传感器输出的双极性信号调理成直接被A/D模块或微处理器转换的单极性信号。中性点非有效接地配电网等值电路PCB板可以将投资巨大、占地面积广的配电网物理模拟系统浓缩到小小的PCB电路板上。
[0030]作为本技术实施例的优化方案，请参阅图3，所述断路器模块包括继电器、驱动电路以及隔离电路，控制信号输入至所述隔离电路，所述隔离电路输出至所述驱动电路。优选的，所述隔离电路为光耦隔离器，所述光耦隔离器包括TLP181线性光耦，所述TLP181线性光耦通过下拉电阻接地。所述驱动电路包括三极管S9014，所述TLP181线性光耦通过电阻R3与所述三极管S9014电连接。所述驱动电路接有二极管IN4148。在本实施例中，该断路器模块由继电器、驱动电路和隔离电路组成。其中隔离元件采用东芝公司的TLP181线性光耦，R2为下拉电阻；继电器驱动电路采用三极管开关电路，即三极管Q1(S9014)工作在开关状态；由于继电器内含有线圈，为感性元件，直接断开时电感中的电流无法释放，故需提供续流回路，图3中二极管D1(1N4148)正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，包括板体，其特征在于：所述板体上设有断路器模块、采样模块、第一三相配电线路模块、短路开关模块以及第二三相配电线路模块，所述断路器模块，用于保护配电线路并设在所述配电线路的输入端；所述采样模块，用于电压和电流的采样；所述第一三相配电线路模块和所述第二三相配电线路模块，均用于分配电能；所述短路开关模块，用于切换所述配电线路的各短路故障；所述断路器模块、所述第一三相配电线路模块、所述短路开关模块以及所述第二三相配电线路模块依次电连接。2.如权利要求1所述的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，其特征在于：所述断路器模块包括继电器、驱动电路以及隔离电路，控制信号输入至所述隔离电路，所述隔离电路输出至所述驱动电路。3.如权利要求2所述的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，其特征在于：所述隔离电路为光耦隔离器，所述光耦隔离器包括TLP181线性光耦，所述TLP181线性光耦通过下拉电阻接地。4.如权利要求3所述的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，其特征在于：所述驱动电路包括三极管S9014，所述TLP181线性光耦通过电阻R3与所述三极管S9014电连接。5.如权利要求2所述的一种具有10kV配电模拟线路的PCB板，其特征在于：所述驱动电路接有二极管IN4148。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨，陈聪，沈青，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：