一种高压电能计量故障检测电路制造技术

本发明专利技术设计了一种高压电能计量故障检测电路，该电路前置放大电路部分采用了跨导运算放大器，可以使得电路结构简单、输出阻抗高、负反馈环路增益增大，输出电压误差减小，而且设计灵活，可以设计多端输入、多端输出电路，端口检测电路有输入摆幅大及高速高精度的特点，克服了现有检测电路开环不够稳定，取样点多而效率较低，干扰较多容易造成误判，抗噪声性能差、对故障的检测情况不够理想的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压电能计量故障检测电路，适用于高压电力计量系统中对故障的检测装置。
技术介绍
高压电力计量系统主要由电流互感器(CT)、电压互感器(PT)、电能表以及连接它们的二次导线构成．这些元部件中任何一个出现故障都会引起计量不准确，甚至导致整个高压计量系统瘫痪。许多学者采用传统的方法对电力计量系统的异常和故障进行理论研究，但在实际应用中很难达到理想的效果。首先数据的采集容易受到外部影响，影响故障判断的准确性。其次，采集数据不够系统，比较杂乱，影响故障的判断。据高压计量系统故障发生的位置不同，可以把故障分为一次侧故障和二次侧故障．将高压计量系统看成一个网络，从中选取能够反映计量系统故障的一些点，对这些点进行检测，通过检测的数据来判断计量系统的故障，这样可以减少检测点，提高检测效率。这样的检测电路的线性度好、输出纹波小、频率高、效率高的优点，系统优化度越来越好。针对计量系统的故障情况，设计八路故障检测电路，分别对电压互感器二次侧电压、电流互感器二次侧电压电流和计量系统网络阻抗进行检测。故障检测电路的性能的稳定性将直接故障检测结果的准确度，其核心环节就是端口检测输出电路，检测信号最终决定了整个电力系统的故障点，影响着其稳定性，所以设计出高速、高精度、性能稳定的故障检测电路十分重要。现有的高压电力计量系统检测电路的缺点是开环不够稳定，取样点多而效率较低，所以干扰较多容易造成误判，从而其抗噪声性能差、对故障的检测情况不够理想。
技术实现思路
为了克服现有电力计量系统的故障检测电路开环不稳定、取样点多而效率较低的缺点，提高故障检测电路的抗噪性能，提高检测效率，本专利技术设计了一种应用于高压电力计量系统中的故障检测装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：在电力计量系统故障检测电路中设计了重要的四个部分：前置放大电路、端口检测输出电路、一次侧检测放大电路和激励信号发生器。其中前置放大电路部分采用了跨导运算放大器，可以使得电路结构简单、输出阻抗高、负反馈环路增益增大，输出电压误差减小，而且引入频率校正网络来改善闭环频率响应，使系统具有足够的相位裕度。设计了高速高精度的端口检测电路，其输入摆幅大，精度高，响应时间快。通过在使用运算放大器的理想负载结构来提高比较器的增益进而获得高精度，增加稳定性。设计了一次侧检测放大电路，通过加激励信号测量网络阻抗，根据网络阻抗的变化来判断故障。本专利技术的有益效果是：前置放大电路部分采用了跨导运算放大器，可以使得电路结构简单、输出阻抗高、负反馈环路增益增大，输出电压误差减小，而且设计灵活，可以设计多端输入、多端输出电路，端口检测电路有输入摆幅大及高速高精度的特点，克服了现有检测电路开环不够稳定，取样点多而效率较低，干扰较多容易造成误判，抗噪声性能差、对故障的检测情况不够理想的缺点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是前置放大电路。图2是端口检测输出电路。图3是一次侧检测放大电路。图4是激励信号发生器电路。图1中，CA1A及CA1B为运算放大器LF353。图2中，PV1A、PB1B、PB1C、PB1D为比较器LM324。图3中,PA1A、PA1B为运算放大器LF353，PW1、PW2为电位器。图4中，ZA1A、ZA1B为运算放大器LF353，ZW为电位器。具体实施方式图1中，前置放大器紧贴端口安装，将端口信号放大至0-300mV，作为下一级的输入。其中，电阻CR1接放大器CA1A异相输入端，CR3接放大器CA1A同相输入端，放大器CA1A2脚与1脚间串联电阻CR5，其8脚接VDD电容C5一端接VDD，另一端接地，其3脚接地，电阻CR1接2脚，CR4接CA1B的5脚，CR2接其6脚，CR6串联在放大器CA1B6脚与7脚之间，输入信号分别经过电容CC1、CC2输入到放大器的同相输入端。图2中，每路输出由两级组成，第一级是跟随器以减少后级对前级的影响，第二级为固定放大倍数，主要是增加检测电路的输出能力，电路采用四运放LM324。输入信号经电容PC3、PC4输入到PV1A、PV1B的同相输入端，其中PV1A运放的2脚连接1脚，作为跟随器，PV1B的6脚接7脚，作为跟随器；运放的输出分别接电阻PR7、PR8，PB1C、PB1D的同相输入端与输出端分别串联电阻PR9、PR10。图3中，GLl、GL2为附加测量互感器的二次绕组，激励信号经ZR4、ZR5分别加在两附加测量互感器二次绕组GLl和GL2上，当电流互感器一次侧发生短路故障时，从GLl、GL2看进去，高压电力计量系统的网络阻抗与正常时相比大幅度降低，分压值Vsa、Vsc也随之大幅度降低，据此就可以通过Vsa和Vsc的电压急剧变化来判断短路的情况。PA1A8脚接VDD，运放异相输入端与输出端分别串联电位器PW1、PW2，输入端信号接电容PC1、PC2，运放异相输入端分别接电阻PR1、PR2。图4中，ZR1、ZR2和ZC1、ZC2组成的RC串一并联选频网络与运放构成激励信号源，调节ZW使输出幅度约为9V不失真的正弦信号，送入后一级跟随器，经分压电阻ZR4、ZR5加在两路附加检测互感器上．第二级运放构成的跟随器，提高了输出电压的稳定性。D1、D2反相连接然后串联电阻ZW，后串联在运放ZA1B的异相输入端与输出端，输出信号接ZA1A的同相输入端。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电能计量故障检测电路，包括重要的四个部分：前置放大电路、端口检测输出电路、一次侧检测放大电路和激励信号发生器；其特征是前置放大电路部分采用了跨导运算放大器，可以使得电路结构简单、输出阻抗高、输出电压误差减小；高速高精度的端口检测电路通过在使用运算放大器的理想负载结构来提高比较器的增益进而获得高精度，增加稳定性；一次侧检测放大电路，通过加激励信号测量网络阻抗，根据网络阻抗的变化来判断故障。

【技术特征摘要】
1.一种高压电能计量故障检测电路，包括重要的四个部分：前置放大电路、端口检测输出电路、一次侧检测放大电路和激励信号发生器；其特征是前置放大电路部分采用了跨导运算放大器，可以使得电路结构简单、输出阻抗高、输出电压误差减小；高速高精度的端口检测电路通过在使用运算放大器的理想负载结构来提高比较器的增益进而获得高精度，增加稳定性；一次侧检测放大电路，通过加激励信号测量网络阻抗，根据网络阻抗的变化来判断故障。2.根据权利要求1所述的一种高压电能计量故障检测电路，其特征是所述前置放大电路紧贴端口安装，将端口信号放大至0-300mV，作为下一级的输入；其中，电阻CR1接放大器CA1A异相输入端，CR3接放大器CA1A同相输入端，放大器CA1A2脚与1脚间串联电阻CR5，其8脚接VDD电容C5一端接VDD，另一端接地，其3脚接地，电阻CR1接2脚，CR4接CA1B的5脚，CR2接其6脚，CR6串联在放大器CA1B6脚与7脚之间，输入信号分别经过电容CC1、CC2输入到放大器的同相输入端。3.根据权利要求1所述的一种高压电能计量故障检测电路，其特征是所述端口检测输出电路模块中，每路输出由两级组成，第一级是跟随器以减少后级对前级的影响，第二级为固定放大倍数，主要是增加检测电路的输出能力，电路采用四运放LM324，输入信号经电容PC3、PC4输入到PV1A、PV1B的同相输入端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁艳，
申请(专利权)人：祁艳，
类型：发明
国别省市：辽宁;21