【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线缆特性模拟，特别是涉及可编程低压电子线缆模拟电路及控制方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
2、随着电力系统对供电质量的要求越来越严格，解决电网末端电压电能质量问题的设备大量出现，同时供电线路末端电压变化对用电设备的影响研究属于技术热点。在设备检测及科学研究时，由于实验环境受限，进行电力系统动态模拟试验时，不可能实际去架设各种规格及长度的供电线路，因而需要一种电网线路阻抗模拟装置来实现真实的供电系统环境。
3、在各类电力科研或生产单位的低压配电网试验环境下，采用线缆模拟电路进行线缆模拟和设备连接。在此类试验环境中采用相关线缆模拟而非装置间直接用线缆连接的目的在于，低压环境下，线缆阻抗特性对于电流存在显著的影响，尤其是线缆的电抗特性对电网中的谐波特性也存在影响。
4、现有技术中，有一些技术方案采用m个并联电路单元与可调电位器串联作为主电路，采用分支开关作为路径控制开关，模拟少量阻抗组合情况。但开关的开断控制较为困难，同时电路的阻抗特性组合十分有限，难以模拟多种低压线缆在多种档位/长度下的阻抗特性。
5、还有一些技术方案，采用n个线路阻抗模拟单元并联加主控单位控制的方式，实现对线路阻抗电压跌落的模拟，从而模拟线路阻抗。但由于滤波电路的存在，该装置仅能用户模拟线缆的压降，对可能的高次波段的信号将产生屏蔽，对可能的实验室环境下的信号试验，电能质量试验都会产生严重干扰。
6、综上所述，现有的线缆模拟装置大
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了可编程低压电子线缆模拟电路及控制方法，基于stm32单片机控制系统，以背靠背高/低电平触发光耦电路为核心控制方式，以电阻、电感元件组合阵列为主体，模拟多种低压线缆多种距离长度下阻抗特性，但不会对高次波段的信号产生滤过作用。
2、第一方面，本专利技术提供了可编程低压电子线缆模拟电路；
3、可编程低压电子线缆模拟电路，包括逻辑电路、多路控制光耦电路和阻抗阵列电路；
4、所述逻辑电路获取线缆模拟指令，根据线缆模拟指令，计算模拟线缆所需的电感值和电阻值，根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，输出高/低电平触发信号至所述控制光耦电路，所述控制光耦电路在高/低电平触发信号触发下，实现所述阻抗阵列电路的导通或闭合。
5、进一步的，所述阻抗阵列电路包括限流电阻和多个电感电阻分支电路，所述限流电阻电连接有主电路电源，用于将电流限制在器件允许范围内；所述电感电阻分支电路用于模拟线缆阻抗特性。
6、优选的，所述控制光耦电路包括第一光耦隔离继电器和第二光耦隔离继电器，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的触发端口分别与所述逻辑电路的i/o输出端口电连接，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的输出端口分别与多路所述电感电阻分支电路电连接，以将电感电阻分支接入主电路或与其他电感电阻分支串联。
7、进一步优选的，所述控制光耦电路还包括第三光耦隔离继电器，所述第三光耦隔离继电器的公共端与所述限流电阻器电连接，所述第三光耦隔离继电器的输出端分别与所述电感电阻分支电流和所述第一光耦隔离继电器电连接。
8、进一步优选的，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器均为多路光耦隔离继电器。
9、进一步的，所述线缆模拟指令包括意向线缆类型和模拟距离长度。
10、进一步的，还包括辅助供电电路，所述辅助供电电路用于为所述逻辑电路、所述控制光耦电路供电。
11、进一步的，所述逻辑电路为stm32h743iit6单片机或51系列单片机。
12、第二方面，本专利技术还提供了基于可编程低压电子线缆模拟电路的控制方法；
13、基于可编程低压电子线缆模拟电路的控制方法，包括：
14、获取模拟线缆指令，根据模拟线缆指令，计算模拟线缆所需的电感值和电阻值，根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，输出高/低电平触发信号至控制光耦电路，以触发控制光耦电路输出端口导通或闭合，实现阻抗阵列电路的导通或闭合。
15、进一步的，所述根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，输出高/低电平触发信号具体为：根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，计算需要导通电感电阻分支数量，控制对应的i/o端口输出高/低电平触发信号。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1、本专利技术提供的技术方案，可对ac1kv、jklyj、16为代表的6种架空线，yjv-4*16为代表的6种电缆，在0-2000m，每200m为节点的档距上进行线缆阻抗特性的模拟，且可应用于ac 380v三相电路环境中，可根据用户需要进一步定制更多类型，更长距离的阻抗模拟电路。
18、2、本专利技术提供的技术方案，完全以电感、电阻元件设计主电路，全真模拟低压线缆的阻抗特性，不会对高次波段的信号产生过滤作用，不产生谐波污染；不会对电能质量类试验、对高频信号原理的配电网故障定位试验产生干扰，可更广泛的应用于电力科研试验环境中。
19、3、本专利技术提供的技术方案，采用光耦继电器元件作为控制器件，具有明显的速度优势，且该控制信号不易受到电路电磁干扰，开关动作速度快，准确率高，接口使用寿命长。
20、4、本专利技术提供的技术方案，定位于电力科研试验使用场景，该电路具有明显的尺寸优势，单相40路电感电阻分支电路可焊接在40cm*60cm的电路中，如用户想要模拟更多距离，例如至5km长度(仍以200m为档距)，则预计80cm*120cm电路可容纳，因而可扩展性较强。
21、5、本专利技术提供的技术方案，成本低廉、低噪声且损耗低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，包括逻辑电路、多路控制光耦电路和阻抗阵列电路；
2.如权利要求1所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述阻抗阵列电路包括限流电阻和多个电感电阻分支电路，所述限流电阻电连接有主电路电源，用于将电流限制在器件允许范围内；所述电感电阻分支电路用于模拟线缆阻抗特性。
3.如权利要求2所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述控制光耦电路包括第一光耦隔离继电器和第二光耦隔离继电器，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的触发端口分别与所述逻辑电路的I/O输出端口电连接，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的输出端口分别与多路所述电感电阻分支电路电连接，以将电感电阻分支接入主电路或与其他电感电阻分支串联。
4.如权利要求3所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述控制光耦电路还包括第三光耦隔离继电器，所述第三光耦隔离继电器的公共端与所述限流电阻器电连接，所述第三光耦隔离继电器的输出端分别与所述电感电阻分支电流和所述第一光耦隔离继电器电连接。
5.如权利要求3
6.如权利要求1所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述线缆模拟指令包括意向线缆类型和模拟距离长度。
7.如权利要求1所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，还包括辅助供电电路，所述辅助供电电路用于为所述逻辑电路、所述控制光耦电路供电。
8.如权利要求1所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述逻辑电路为STM32H743IIT6单片机或51系列单片机。
9.基于可编程低压电子线缆模拟电路的控制方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的基于可编程低压电子线缆模拟电路的控制方法，其特征在于，所述根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，输出高/低电平触发信号具体为：根据模拟线缆所需的电感值和电阻值，计算需要导通电感电阻分支数量，控制对应的I/O端口输出高/低电平触发信号。
...【技术特征摘要】
1.可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，包括逻辑电路、多路控制光耦电路和阻抗阵列电路；
2.如权利要求1所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述阻抗阵列电路包括限流电阻和多个电感电阻分支电路，所述限流电阻电连接有主电路电源，用于将电流限制在器件允许范围内；所述电感电阻分支电路用于模拟线缆阻抗特性。
3.如权利要求2所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述控制光耦电路包括第一光耦隔离继电器和第二光耦隔离继电器，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的触发端口分别与所述逻辑电路的i/o输出端口电连接，所述第一光耦隔离继电器和所述第二光耦隔离继电器的输出端口分别与多路所述电感电阻分支电路电连接，以将电感电阻分支接入主电路或与其他电感电阻分支串联。
4.如权利要求3所述的可编程低压电子线缆模拟电路，其特征在于，所述控制光耦电路还包括第三光耦隔离继电器，所述第三光耦隔离继电器的公共端与所述限流电阻器电连接，所述第三光耦隔离继电器的输出端分别与所述电感电阻分支电流和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩然，孙睿，刘春晖，杨朋威，安子嘉，陈鑫跃，鲍音夫，王纯，兰月，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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