一种电力监测高灵敏采样电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电力监测高灵敏采样电路，包括变压器B，所述变压器B副边设有③④⑤三个抽头，在抽头③④间连接有正电源电路，抽头④⑤间连接有负电源电路，所述正电源电路和负电源电路均为经整流、滤波后稳压输出的电路，所述正电源电路和负电源电路间连接有一个过零比较放大器。利用该采样电路能够精确高效的捕捉传感器信号，能够大幅提高电力监测的采样灵敏度并提高测试精度，维护电力设备安全有效地运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统信号监测领域，具体涉及一种电力监测高灵敏采样电路。
技术介绍
在对电力系统的监测中，如变压器温度监测，需要用到热电偶、铂金温度传感器；在开关触头衔接检测内，要用到压敏传感器；在高压柜机械臂激光监测里，要用到光敏接收器等，在这些传感器件感应传递中，信号一般很弱，捕捉较为困难，这会导致检测体系信号采集的灵敏度和测试精度受到影响，不利于电力系统的监测控制和安全运行。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术公开一种电力监测高灵敏采样电路，利用该采样电路能够精确高效的捕捉传感器信号，能够大幅提高电力监测的采样灵敏度并提高测试精度，维护电力设备安全有效地运行。本专利技术通过下述技术方案实现：一种电力监测高灵敏采样电路，包括变压器B，所述变压器B副边设有③④⑤三个抽头，在抽头③④间连接有正电源电路，抽头④⑤间连接有负电源电路，所述正电源电路和负电源电路均为经整流、滤波后稳压输出的电路，所述正电源电路和负电源电路间连接有一个过零比较放大器。在电力系统监测中，如变压器温度监测，需要用到热电偶、铂金温度传感器；在开关触头衔接检测内，要用到压敏传感器；在高压柜机械臂激光监测里，要用到光敏接收器等，在这些传感器件感应传递中，信号一般很弱，捕捉较为困难，这会导致检测体系信号采集的灵敏度和测试精度受到影响，不利于电力系统的监测控制和安全运行。为满足上面不同要求，监测采样电路首先要解决的是正负电压的设置、供给问题，而目前市场上销售的变压器副边普遍为单一的线圈或串联抽头的线圈，若要实现正负电压设置，对单一线圈需要购置两个变压器。而对于串联抽头线圈，因高低电压交错，因此很难采用半波或全波整流方式。本申请专利技术人采用两级桥式整流电路，中间虽有抽头关联，但不交错，所以，可以独立完成整流滤波等工作，在变压器副边设有两个独立的正电源电路和负电源电路，分别整流、滤波，再各自稳压输出，这样变压器副边线圈和输出电压不交错，互不干扰，便于设计整定。所述正电源电路包括第一级桥式整流电路、50Hz滤波电容C1、中高频滤波滤波电容C3，其中，第一级桥式整流电路包括二极管D1、D2、D3和D4，所述第一级桥式整流电路与抽头③④相连，并连接有GND端子⑧和输出电压为+15V的输出端子⑥，所述50Hz滤波电容C1、中高频滤波滤波电容C3并联在GND端子⑧和输出端子⑥间。所述负电源电路包括第二级桥式整流电路、50Hz滤波电容C2、中高频滤波滤波电容C4，其中，第二级桥式整流电路包括二极管D5、D6、D7和D8，所述第二级桥式整流电路与抽头④⑤相连，并连接有GND端子⑧和输出电压为-15V的输出端子⑨，所述50Hz滤波电容C2、中高频滤波滤波电容C4并联在GND端子⑧和输出端子⑨间。本专利技术的正电源电路和负电源电路分别利用第一级桥式整流电路和第二级桥式整流电路对电路整流，利用滤波电容滤波，最终分别得到稳定的直流正值或负值电压。所述过零比较放大器包括集成运放电路IC1、电位器W1、电位器W2、电阻R2和电阻R3，所述电位器W1、电阻R2串联在输出端子⑥和输出端子⑨间，电位器W2、电阻R3串联在输出端子⑥和输出端子⑨间，所述集成运放电路IC1的反相输入端2脚连接在电位器W1和电阻R2间，且其同相输入端3脚连接在电位器W2和电阻R3间。本专利技术的过零比较放大器通过电位器W1、电位器W2调节其反相输入端2脚和同相输入端3脚的电压，利于接收处理不同类型和强弱的传感器信号。所述集成运放电路IC1的反相输入端2脚电压为0V，同相输入端3脚电压为-0.1V，所述集成运放电路IC1具体为集成运放电路F007电路。在许多信号采集中，要跟进和抓住变化量值，特别是很小的初始值，是较为困难的。比如通过压力探测，判断变压器绝缘油变化情况的新型方式，所用压敏传感器最初采集、输出信号是很弱的，在毫安级，要以此推动后续整形、报警装置是不可能的，即便进行整形放大，但因常用的集成运算放大器有近2V的门槛电压，需大于该值方能启动工作，这对被监测对象是非常苛刻的，甚至当采集信号达到近2伏时，往往故障已经非常严重了。对此，我们利用正负电源可以过零的特点，较好的解决了这一问题。本专利技术以集成运放电路IC1为中心，加上周边的器件组合，构成了过零比较放大器。专利技术人把直流电源设计为±15V,这样便有过0V以及正负小数值可设置运用，具体通过电位器W1将反相输入端2脚调节为0V，作为比较值，通过电位器W2将同相输入端3脚电压调节为-0.1V，作为采样点输入。此时，因电压U2＞U3，集成运放保持原始状态，停滞工作。而当变压器绝缘油若因温度过高，将会膨胀，压力加大，这样被压敏传感器采集到，变成电信号从集成运放电路IC1的输入端子输入，即便最初信号很小，只要大于0V，也会在正反相的比较中产生作用，即U2＜U3，使集成运放IC1翻转，在6脚OUT端输出转换信号，能够促进功率放大和声光报警等。在本电路中，我们没有把初始工作点设计为U2＝U3＝0V，并有意调节开，使之有(0V、-0.1V)的差异，目的是为了减少运算放大器的不稳定性，避免负荷冲击或环境干扰造成的电路误动作，提高稳定性。本专利技术通过0V电压值的设计比较，大幅度提高了本装置的监测灵敏度。所述正电源电路和负电源电路间连接有一个电源监测电路，该电源监测电路包括发光二极管FG1和电阻R1，发光二极管FG1和电阻R1串联在输出端子⑥和输出端子⑨之间，且发光二极管FG1正极与输出端子⑥相连。发光二极管FG1通电点亮时，表示正负电压工作正常，否则需做检查处理，由此实现了一条光电支路对正负电源的双电压监测。所述50Hz滤波电容C1、中高频滤波滤波电容C3间还设有第一稳压器W7815，第一稳压器W7815的1脚接整流、50Hz滤波后的正值直流信号，2脚与输出端子⑥相连，3脚接GND端子⑧，同样的，所述50Hz滤波电容C2、中高频滤波滤波电容C4间设有第二稳压器W7915，第二稳压器W7915的3脚接整流、50Hz滤波后的正值直流信号，2脚与输出端子⑨相连，1脚接GND端子⑧。所述正电源电路上设有一个二级分压电路，所述二级分压电路包括电阻R4、电阻R5和稳压二极管WY1，所述电阻R4、电阻R5串联在GND端子⑧和输出端子⑥间，且电阻R4和电阻R5间设有输出电压为5V的输出端子⑦，所述稳压二极管WY1正极与GND端子⑧相连，负极与输出端子⑦相连。当被监测对象居多，并需做分类、编辑、储存、信号远传等处理时，往往会用上智能芯片，而智能芯片普遍工作电压为5V，而本专利技术采样电路输出电压为±15V，不符合要求，同时，若再去制备一套交直流转换电路，不论结构简化还是经费投资上都不值得，为此，专利技术人利用已有的正15V电压进行分压处理，即可获取5V电压，满足工作需求。专利技术人将15V正电源经电阻R4和电阻R5进行二次分压，在电阻R5两端获得5V电压，并经输出端子⑦输出。电路中，稳压二极管WY1进一步稳定所获得的5V电压，避免分压结构和负载变化造成的电压波动。本专利技术采样电路的±15V电压为传感器及其过零比较放大器供电，5V电压则给智能芯片等其它元器件供电，利用同一个电路实现多种功能。所述变压器B设有输入端子①②，输入端子①与保险BX，开关K串接，且变压器B的输入电压为220V。一种智能化电力监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力监测高灵敏采样电路，包括变压器B，其特征在于，所述变压器B副边设有③④⑤三个抽头，在抽头③④间连接有正电源电路(1)，抽头④⑤间连接有负电源电路(2)，所述正电源电路(1)和负电源电路(2)均为经整流、滤波后稳压输出的电路，所述正电源电路(1)和负电源电路(2)间连接有一个过零比较放大器(3)。

【技术特征摘要】
1.一种电力监测高灵敏采样电路，包括变压器B，其特征在于，所述变压器B副边设有③④⑤三个抽头，在抽头③④间连接有正电源电路(1)，抽头④⑤间连接有负电源电路(2)，所述正电源电路(1)和负电源电路(2)均为经整流、滤波后稳压输出的电路，所述正电源电路(1)和负电源电路(2)间连接有一个过零比较放大器(3)。2.根据权利要求1所述的一种电力监测高灵敏采样电路，其特征在于，所述正电源电路(1)包括第一级桥式整流电路(11)、50Hz滤波电容C1、中高频滤波滤波电容C3，其中，第一级桥式整流电路(11)包括二极管D1、D2、D3和D4，所述第一级桥式整流电路(11)与抽头③④相连，并连接有GND端子⑧和输出电压为+15V的输出端子⑥，所述50Hz滤波电容C1、中高频滤波滤波电容C3并联在GND端子⑧和输出端子⑥间。3.根据权利要求2所述的一种电力监测高灵敏采样电路，其特征在于，所述负电源电路(2)包括第二级桥式整流电路(12)、50Hz滤波电容C2、中高频滤波滤波电容C4，其中，第二级桥式整流电路(12)包括二极管D5、D6、D7和D8，所述第二级桥式整流电路(12)与抽头④⑤相连，并连接有GND端子⑧和输出电压为-15V的输出端子⑨，所述50Hz滤波电容C2、中高频滤波滤波电容C4并联在GND端子⑧和输出端子⑨间。4.根据权利要求3所述的一种电力监测高灵敏采样电路，其特征在于，所述过零比较放大器(3)包括集成运放电路IC1、电位器W1、电位器W2、电阻R2和电阻R3，所述电位器W1、电阻R2串联在输出端子⑥和输出端子⑨间，电位器W2、电阻R3串联在输出端子⑥和输出端子⑨间，所述集成运放电路IC1的反相输入端2脚连接在电位器W1和电阻R2间，且其同相输入端3脚连接在电位器W2和电阻R3间。5.根据权利要求4所述的一种电力监测高灵敏采样电路，其特征在于，所述集成运放电路IC1的反相输入端2脚电压为0V，同相输入端3脚电压为-0.1V，所述集成运放电路IC1具体为集成运放电路F007电路。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璧，石群旭，赵艳，杨宇霄，李泽，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司巴中供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：四川;51