用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置制造方法及图纸

一种用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，其特征在于该装置包括：　　　　输入保护电路，用于对输入校验装置的超量程电流电压信号进行抑制以得到量程范围内的电流电压信号；　　　　隔离互感器，用于对上述量程范围内的电流电压信号进行比例衰减，并抑制高频干扰，以得到满足数据采集卡量程要求和符合校验要求的低频电流电压信号；　　　　输出保护电路，用于保护数据采集卡；　　　　接口电路，用于对上述低频电流电压信号进行偏置调整，以使信号满足数据采集卡的信号接地要求，并将该信号传送至信号采集卡。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，属测量校验

技术介绍
电子式电流电压互感器适应电力系统数字化、自动化的发展要求，解决了高电压等级电力系统中测量系统的绝缘问题。目前我国的电子式电流电压互感器研究尚处于实验室研究阶段，电子式电流电压互感器要实用化，必须达到一定的准确度。一般来说，电子式电流电压互感器的二次输出通过光纤传输，原边和副边没有直接的电磁联系。所以，传统的针对电磁式电流电压互感器的校验仪就不能用于电子式电流电压互感器的校验。已有技术中，用虚拟技术校验电流电压互感器的过程如图1所示，当待检的电子式互感器Tx和标准互感器Ts的原边接同一信号S时，将Tx的副边输出Sx和Ts的副边输出Ss同时输入虚拟仪器互感器校验仪的信号调理装置，经过该装置把Sx和Ss转化为数据采集卡所能接受的弱电压信号S′x和S′s；信号采集卡把S′x和S′s采集到计算机中通过数据处理算法得出Tx的比差和角差。由于数据采集卡所能接受的信号是-10V～+10V的弱电信号，而标准互感器的副边输出通常为100V和5A，必须对输入信号进行调理，但是到目前为止，还没有一种合适的信号调理装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，通过信号调理装置对信号进行线性衰减和转换，隔离输入信号，以保护数据采集卡，对输入信号进行滤波，排除不必要的干扰，以提高校验的精度。本专利技术提出的用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，包括输入保护电路，用于对输入校验装置的超量程电流电压信号进行抑制以得到量程范围内的电流电压信号；隔离互感器，用于对上述量程范围内的电流电压信号进行比例衰减，并抑制高频干扰，以得到满足数据采集卡量程要求和符合校验要求的低频电流电压信号；输出保护电路，用于保护数据采集卡；接口电路，用于对上述低频电流电压信号进行偏置调整，以使信号满足数据采集卡的信号接地要求，并将该信号传送至信号采集卡。本专利技术的上述信号调理装置中的输出保护电路包括稳压管，用于吸收峰值超过采集卡量程的正弦电压信号；瞬态抑制二极管，用于吸收峰值超过采集卡量程的快速瞬变脉冲电压。本专利技术装置中的输入保护电路有三种不同的电路设计，其中都包括合闸控制电路，该合闸控制电路包括 熔断器，用于整个合闸控制电路的过载保护；合闸按钮，用于接通电源和输入信号导线；合闸继电器及其常开节点，用于控制电源和输入信号的接通和断开状态；过载继电器的常闭节点，用于控制电源和输入信号的接通和断开状态；电源指示灯，用于指示电源的接通和断开状态。第一种电路设计是当输入校验装置的信号为0～10V的电压时，还包括稳压管，用于吸收峰值超过12V的正弦电压信号；瞬态抑制二极管，用于吸收峰值超过12V的快速瞬变脉冲电压信号；合闸继电器的常开节点和过载继电器及其常闭节点，用于控制输入信号的接通和断开状态。其中隔离互感器为10V/5V的电压互感器。第二种电路设计是当输入校验装置的信号为10～100V的电压时，还包括压敏电阻，用于吸收峰值超过120V的正弦电压信号；瞬态抑制二极管，用于吸收峰值超过120V的快速瞬变脉冲电压信号；合闸继电器的常开节点和过载继电器及其常闭节点，用于控制输入信号的接通和断开状态。其中的隔离互感器为100V/5V的电压互感器。第三种电路设计是当输入校验装置的信号为0～5A的电流时，还包括合闸继电器的常开、常闭节点和过载继电器及其常闭节点，用于控制输入信号的接通和断开状态。其中的隔离互感器为5A/50mA的电流互感器。本专利技术提出的用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，不仅扩大了弱电系统-虚拟仪器系统的幅值测量范围，减小了电阻的热效应，提高了幅值测量精度，而且保护整个系统不会受到过载信号的损坏。本装置对于输入信号的相位特征所引起的偏移很小，可以大幅度提高相位测量和校验精度。如果不经过互感器的比例衰减，较高的电压和较大的电流通过电阻引起电阻发热，使电阻阻值的增大，使电阻上的电压信号出现波动，从而使进入虚拟仪器系统的电信号不稳定。利用本专利技术的调理装置制成的虚拟互感器校验仪的比差在0.05％以内，角差在4’以内。附图说明图1是已有技术中校验电流电压互感器装置的结构框图。图2是本专利技术提出的信号调理装置的电路原理框图。图3～图5是本专利技术的实施例。图6是本专利技术装置中输入保护电路所用的合闸控制电路的电路图。具体实施例方式本专利技术设计用于电子式电流电压互感器校验的信号调理装置，其电路原理框图如图2所示，包括输入保护电路，用于对输入校验装置的超量程电流电压信号进行抑制以得到量程范围内的电流电压信号；隔离互感器，用于对上述量程范围内的电流电压信号进行比例衰减，并抑制高频干扰，以得到满足数据采集卡量程要求和符合校验要求的低频电流电压信号；输出保护电路，用于保护数据采集卡；接口电路，用于对上述低频电流电压信号进行偏置调整，以使信号满足数据采集卡的信号接地要求，并将该信号传送至信号采集卡。本专利技术的上述信号调理装置中的输出保护电路包括稳压管，用于吸收峰值超过采集卡量程的正弦电压信号；瞬态抑制二极管，用于吸收峰值超过采集卡量程的快速瞬变脉冲电压。本专利技术装置中的输入保护电路有三种不同的电路设计，其中都包括合闸控制电路，如图6所示，包括它由熔断器F、合闸按钮B、合闸继电器Re4及其常开节点J15、电源指示灯L过载继电器的常闭节点J22、J32和J42组成。当设备就绪时，合上按钮B，接通合闸继电器Re4，该继电器的常开节点J11、J12、J13和J14闭合，常闭节点J15断开，分别接通对应的输入信号。同时电源指示灯L亮，指示已接通电源。当输入信号为0～10V电压信号时，整个调理装置的电路如图3所示。输入保护电路由合闸继电器的常开节点J11、过载继电器Re2及其常闭节点J21、稳压管Zi和瞬态抑制二极管Di组成，输出保护电路类似，不过Zo和Do的额定电压低一些。隔离互感器采用10V/5V的电压互感器。正常工作时，输入保护电路对输入的0～10V电压信号不造成幅值和相位偏移；这样进入互感器的电压信号与原输入电压信号等同。隔离互感器将上述电压信号的幅值变为原来的一半；由于所采用互感器的低通特性，信号中的高频干扰将不会出现在电压互感器的输出端；隔离互感器会对输入的电压信号造成很小的相位移。所以，互感器的输出信号幅值与原输入信号幅值成正比，相位基本不变。因此，进入接口电路的电压信号基本包含了输入电压信号的幅值和相位信息，同时满足数据采集卡的量限要求，这也就达到了电子式互感器校验仪信号调理的目的。当输入电压超过10V时，稳压管Zi和瞬态抑制二极管Di动作，将电压稳定在10V，保证隔离互感器不会损坏。当电压进一步加大时，过载继电器Re2动作，Re2的常闭节点J21和J22断开；J22的断开造成合闸继电器Re4的失电，从而Re4的常开节点J11和J15断开，不但切断了合闸控制回路，而且切断了输入信号，保证隔离互感器和数据采集卡不会因过载而损坏。输出保护电路的原理同输入保护电路基本一样。当输入保护电路失灵和上述继电器动作的过渡状态时，输出保护电路发生作用，确保数据采集卡不会损坏。当输入信号为10～100V电压信号时，整个调理装置的电路如图4所示。输入保护电路由合闸继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗承沐，梅志刚，申烛，崔爱芳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：