一种基于数字电路的核相判别装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字电路的核相判别装置及基于过零点比较的核相方法，属于电力系统技术领域，包括电容分压电路、数字电路、中央控制模块、电源模块以及显示模块；电容分压电路的输入与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容分压电路的输出端分别与数字转换电路的输入端连接；数字电路的输出端与中央控制模块的输入端连接，中央控制模块的输出端与显示模块连接；电源模块分别与中央控制模块和显示模块连接。通过采用数字电路代替模拟电路，减少二次接线，且采用基于过零点判别的核相方法，核相结果更加可靠，方便操控的同时其功能可拓展性也得到了提高。

A nuclear phase discriminant and control method based on digital circuit

The invention discloses a digital circuit based on nuclear phase discrimination device and based on zero crossing comparison phase method, belonging to the technical field of electric power systems, including capacitance divider circuit, digital circuit, central control module, power supply module and a display module; the capacitor divider circuit input and bus three-phase voltage output, line side connect the three-phase voltage output, the output capacitor voltage divider circuit is connected with digital conversion circuit is connected with the input terminal; the output end of the digital circuit and the central control module is connected to the input end and the output end of the central control module is connected with the display module; the power supply module is respectively connected with the central control module and the display module is connected. By using digital circuit instead of analog circuit to reduce the two wiring, and adopting the nuclear phase method based on zero crossing point discrimination, the result of nuclear phase is more reliable and convenient to operate, and its function expansion is also improved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字电路的核相判别装置及控制方法
本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种用于中置式高压开关柜手车使用的核相判别装置及控制方法。
技术介绍
随着电力系统的发展，高压开关柜在电力系统中的应用越来越广泛，其标准化操作直接关系到电力系统的安全运行，为了保障电力系统的安全运行，电网公司运行管理规定：运行中的开关室母线侧挡板和运行的高压开关柜后柜门不得开启，导致开关柜无法用常用手段进行核相。为解决上述难题，采用的核相手段是在开关柜多功能手车上安装一个感应装置将一次电压转换为二次模拟量进行核相。其存在的缺陷在于：(1)其在电气原理上采用的是模拟电路，线路多而复杂，可靠性差且不利于批量生产。(2)其采用带电感应绝缘子，电容量不稳定，相差约20％，影响测量果。(3)转换开关在切换过程中失去接地，回路中能产生高电压，影响设备及操作人员安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于数字电路，可靠便捷的实现核相功能的核相判别装置及控制方法。为实现以上目的，一方面：本专利技术采用基于数字电路的核相判别装置，包括电容分压电路、数字电路、中央控制模块、电源模块以及显示模块；电容分压电路的输入与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容分压电路的输出端分别与数字转换电路的输入端连接；数字电路的输出端与中央控制模块的输入端连接，中央控制模块的输出端与显示模块连接；电源模块分别与中央控制模块和显示模块连接。其中，电容分压电路包括母线侧三相电压分压电路和线路侧三相电压分压电路共六路电压分压电路；每路电压分压电路包括高压传感器和分压电容C2，高压传感器中埋设的电容C1的一端与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容C1另一端与高压传感器的二次输出端连接，高压传感器的二次输出端与所述数字电路的电压信号采集端连接并且通过分压电容C2接地。其中，高压传感器的每一相接地端均采用多股软铜线形成的导线接地。其中，电源模块包括3.3V电压等级模块、5V电压等级模块和5V隔离型电源模块；其中，3.3V电压等级模块与所述中央控制模块连接，5V电压等级模块与所述显示模块连接，5V隔离型电源模块与所述数字电路连接。其中，母线侧三相电压分压电路中每路电压分压电路中还包括与分压电容C2并联的闭锁继电器。其中，还包括与所述中央控制电路输出端连接的逻辑闭锁地刀，逻辑闭锁地刀的输出端与带电闭锁地刀控制电路连接。其中，所述带电闭锁地刀控制电路包括电阻R59、R60、R65，三极管Q2、继电器K1、续流二极管D14；三极管Q2的基极与电阻R60相连、发射极与电阻R59相连、集电极与继电器K1的线圈相连；续流二极管D14并联在继电器K1的线圈两端，K1的常开触点与电阻R65相连。其中，还包括分别与所述中央控制模块输出端连接的数据存储模块、蜂鸣器电路和指示灯组。另一方面，本专利技术采用基于过零点比较的核相判别方法，包括如下步骤：所述电容分压电路采集所述母线侧三相电压和线路侧三相电压幅值，得到母线侧三相电压的模拟电压量和线路侧三相电压的模拟电压量；所述数字电路将母线侧三相电压的模拟电压量和线路侧三相电压的模拟电压量转化为六路相应的数字信号；所述中央控制模块对六路相应的数字信号进行处理，判断任意两路电压是否为同相。所述中央控制模块对六路相应的数字信号进行处理，通过比较过零点时间差判断任意两路电压是否为同相，具体包括：所述中央控制模块对所述六路相应的数字信号进行处理，得到任意两路电压过零点的时间差；在任意两路电压过零点的时间差小于1ms时，判断该两路电压为同相位；在任意两路电压过零点的时间差在6.2-7.2ms或12.9-13.9ms范围内时，判断该两路电压为异相位。其中，还包括：所述中央控制模块判断所述母线侧三相电压任一相带电时，输出低电平控制所述三极管Q2截止、继电器K1常开触点断开，以断开所述地刀控制回路；所述中央控制模块判断所述母线侧不带电时，输出高电平控制所述三极管Q2导通、继电器K1常开触点闭合，以接通所述地刀控制回路。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：一方面，通过高压电容将采集的高压信号转换为低压信号，通过数字电路将低压信号由模拟量转换为数字量，再由单片机对数字量进行处理，得到核相结果。由于采用数字电路代替了传统的模拟电路，最大化的减少了二次接线，而且采用数字电路比采用模拟电路更加可靠，方便操作的同时其功能可拓展性也得到了提高。另一方面，设计了地刀控制电路，实现了母线带电逻辑闭锁接地地刀功能，与传统的电气回路闭锁地刀相比，更加安全可靠。附图说明下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：图1是一种基于数字电路的核相判别装置的结构示意图；图2是电容分压电路的结构示意图；图3是六路电压电路输入原理图；图4是母线侧三相电压输入进行处理的数字电路结构图；图5是线路侧三相电压输入进行处理的数字电路结构图；图6是3.3V电压等级模块的电路结构图；图7是5V电压等级模的电路结构图；图8是5V隔离型电源模块的电路结构图；图9是中央控制模块的结构示意图；图10是中央控制模块的时钟电路结构图；图11是中央控制模块中复位电路结构图；图12是数据存储模块的电路结构图；图13是STM32运行指示灯组电路结构图；图14是蜂鸣器电路结构图；图15是中央控制模块的USB接口结构示意图；图16是RS232通信电路结构图；图17是LCD液晶模块电路结构图；图18是闭锁接地地刀电路结构示意图；图19是闭锁电路结构示意图；图20是基于数字电路的核相判别装置使用方法的结构示意图；图21是判断任意两路电压是否为同相的流程示意图；图22是三相电压波形示意图。具体实施方式为了更进一步说明本专利技术的特征，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的保护范围加以限制。实施例一如图1所示，本实施例公开了一种基于数字电路的核相判别装置，包括电容分压电路10、数字电路20、中央控制模块30、电源模块40以及显示模块50；电容分压电路10的输入与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容分压电路10的输出端分别与数字电路20的输入端连接；数字电路20的输出端与中央控制模块30的输入端连接，中央控制模块30的输出端通过RS232通信电路与显示模块50连接；电源模块40分别与中央控制模块30和显示模块50连接。其中，通过上下六只导电臂内的高压电容来感应母线侧三相电压和线路侧三相电压共六路电压，对感应到的六路交流电压进行处理，电容分压电路10对导电臂感应到的二次交流电压进行采集，并将采集到的高压信号抓换为低压信号，由数字电路20将低压的模拟信号转换为数字信号，交由中央控制模块30处理，判断出各导电臂之间的相位关系，完成核相。如图2所示，电容分压电路10的作用是将得到的低压交流信号包括母线侧三相电压Ua1、Ub1、Uc1以及线路侧三相电压Ua2、Ub2、Uc2通过各自电路输出至数字电路20。其中，电容分压电路10包括母线侧三相电压分压电路11和线路侧三相电压分压电路12共六路电压分压电路；每路电压分压电路包括高压传感器和分压电容C2。高压传感器为环氧树脂浇注支柱绝缘子式产品，可作为隔离开关、接地开关、母线、出线等设备的支柱绝缘子使用，具有高强度、耐电弧能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：包括电容分压电路、数字电路、中央控制模块、电源模块以及显示模块；电容分压电路的输入与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容分压电路的输出端分别与数字转换电路的输入端连接；数字电路的输出端与中央控制模块的输入端连接，中央控制模块的输出端与显示模块连接；电源模块分别与中央控制模块和显示模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：包括电容分压电路、数字电路、中央控制模块、电源模块以及显示模块；电容分压电路的输入与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容分压电路的输出端分别与数字转换电路的输入端连接；数字电路的输出端与中央控制模块的输入端连接，中央控制模块的输出端与显示模块连接；电源模块分别与中央控制模块和显示模块连接。2.如权利要求1所述的基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：所述的电容分压电路包括母线侧三相电压分压电路和线路侧三相电压分压电路共六路电压分压电路；每路电压分压电路包括高压传感器和分压电容C2，高压传感器中埋设的电容C1的一端与母线侧三相电压输出、线路侧三相电压输出连接，电容C1另一端与高压传感器的二次输出端连接，高压传感器的二次输出端与所述数字电路的电压信号采集端连接并且通过分压电容C2接地。3.如权利要求2所述的基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：所述电源模块包括3.3V电压等级模块、5V电压等级模块和5V隔离型电源模块；其中，3.3V电压等级模块与所述中央控制模块连接，5V电压等级模块与所述显示模块连接，5V隔离型电源模块与所述数字电路连接。4.如权利要求1所述的基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：还包括分别与所述中央控制模块输出端连接的数据存储模块、蜂鸣器电路和指示灯组。5.如权利要求2所述的基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：所述母线侧三相电压分压电路中每路电压分压电路中还包括与分压电容C2并联的闭锁继电器。6.如权利要求5所述的基于数字电路的核相判别装置，其特征在于：还包括闭锁接地地刀电路和闭锁电路，闭锁接地地刀电路与所述中央控制电路输出端连接，闭锁接地地刀电路的输出端与闭锁电路连接。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：平夏，刘厚康，许明，汪敏，吴越，李配配，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司淮南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34