相地保护零序电流自检测量电路及方法技术

本发明专利技术公开了相地保护零序电流自检测量电路及方法，所述相地保护零序电流自检测量电路包括零序互感器接口、采样模块、直流偏置分压模块、低通滤波模块、同相比例放大模块、直流电压叠加模块、控制器模块，所述零序互感器接口用于与外部的零序互感器连接，所述采样模块与所述零序互感器并联连接，所述同相比例放大模块与所述低通滤波模块连接，所述直流电压叠加模块与所述同相比例放大模块连接，所述控制器模块与所述直流电压叠加模块连接。本发明专利技术得到的相地保护零序电流自检测量电路及方法能同时实现测量功能和回路的自检功能。同时实现测量功能和回路的自检功能。同时实现测量功能和回路的自检功能。

【技术实现步骤摘要】
相地保护零序电流自检测量电路及方法


[0001]本专利技术涉及电路短路开路自检领域，尤其涉及相地保护零序电流自检测量电路及方法。

技术介绍

[0002]依据电力行业标准DL/T5153
‑
2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》中8.2.3条和8.7.1条规定，低压厂用电母线上的馈线回路应装设单相接地短路保护，装置宜由反映零序电流的元件构成，低压厂用电系统中心点为直接接地时，装设单相接地短路保护，保护瞬时动作于断路器跳闸。
[0003]零序互感器(也称零序CT)能够作为相地短路保护防越级跳闸装置反映零序电流的测量元件。但是，在工程现场，零序CT采样回路不可避免地会出现开路、短路故障。零序CT短路时测不到零序电流，开路时除同样测不到零序电流外，CT开路还会产生高压，使接线端子绝缘破坏引发火灾以及人身安全等危险。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供相地保护零序电流自检测量电路及方法，将零序CT采样与自检回路结合、整合，采用软硬件结合的方法以同时实现测量功能和回路的自检功能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种相地保护零序电流自检测量电路，所述相地保护零序电流自检测量电路包括：
[0008]零序互感器接口，所述零序互感器接口用于与外部的零序互感器连接；
[0009]采样模块，所述采样模块与所述零序互感器并联连接，所述采样模块能够将流经所述采样模块的电流转换为采样信号；
[0010]直流偏置分压模块，所述直流偏置分压模块包括第一直流源、与所述第一直流源连接的分压电阻，所述分压电阻与并联的零序互感器接口和采样模块形成串联连接；
[0011]低通滤波模块，所述低通滤波模块与所述直流偏置分压模块、所述零序互感器接口、所述采样模块均有连接关系；
[0012]同相比例放大模块，所述同相比例放大模块与所述低通滤波模块连接；
[0013]直流电压叠加模块，所述直流电压叠加模块与所述同相比例放大模块连接，所述直流电压叠加模块包括第二直流源；
[0014]控制器模块，所述控制器模块与所述直流电压叠加模块连接，所述控制器模块能够根据预设算法对输入的信号进行处理，以得到零序互感器电流值并输出。
[0015]进一步地，所述低通滤波模块包括接地的第一电容、与所述第一电容连接的第一电阻，所述第一电阻与所述直流偏置分压模块、所述零序互感器接口、所述采样模块均有连接关系，且所述第一电阻与所述同相比例放大模块连接。
[0016]进一步地，所述同相比例放大模块包括：
[0017]放大器，所述放大器具有第一输入端、第二输入端、输出端，所述输出端与所述直流电压叠加模块连接；
[0018]第二电容，所述第二电容的一端与所述放大器的第一输入端连接，所述第二电容的另一端接地；
[0019]第三电容，所述第三电容的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第三电容的另一端接地；
[0020]第二电阻，所述第二电阻的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第二电阻的另一端接地；
[0021]第三电阻，所述第三电阻的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述放大器的输出端连接。
[0022]进一步地，所述直流电压叠加模块包括：
[0023]第四电阻，所述第四电阻的一端与所述同相比例放大模块连接，所述第四电阻的另一端与所述控制器模块连接；
[0024]第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二直流源连接；
[0025]第四电容，所述第四电容的一端与所述第四电阻的另一端连接，所述第四电容的另一端接地。
[0026]进一步地，所述第一直流源的输出电压和/或所述第二直流源的输出电压为+3.3V。
[0027]另一方面，本专利技术还提供了一种相地保护零序电流自检测量方法，所述相地保护零序电流自检测量方法基于如上所述的相地保护零序电流自检测量电路，所述相地保护零序电流自检测量方法包括以下步骤：
[0028]所述控制器模块对输入的信号进行处理，得到直流偏置测量值V；
[0029]所述控制器模块中预存有第一参考值V
dc1
、第二参考值V
dc2
、采样偏差值δ，将所述直流偏置测量值V与预存的各个数值对比并输出相应的判定结果；
[0030]若对比结果为V≤(V
dc1
+δ)，则所述控制器模块判定外接的零序传感器处于短路状态；
[0031]若对比结果为(V
dc2
‑
δ)≤V，则所述控制器模块判定外接的零序传感器处于开路状态；
[0032]若对比结果为(V
dc1
+δ)<V<(V
dc2
‑
δ)，则所述控制器模块判定外接的零序传感器处于正常状态；
[0033]所述第一参考值V
dc1
小于所述第二参考值V
dc2
。
[0034]进一步地，所述第一参考值V
dc1
、所述第二参考值V
dc2
通过以下步骤获得：
[0035]将所述零序互感器接口短接，所述控制器模块将此时的直流偏置测量值V作为第一参考值V
dc1
存储；
[0036]将所述零序互感器接口开路，所述控制器模块将此时的直流偏置测量值V作为第二参考值V
dc2
存储。
[0037]进一步地：
[0038]所述控制器模块中预存有第三参考值S
e
、额定电流值I
0e
，以及第四参考值、第五参考值；
[0039]所述控制器模块对输入的信号进行处理得到外接的零序互感器的基波交流有效值为S，并计算出对应的零序互感器一次侧基波电流值为I
0e
·
(S/S
e
)；
[0040]将得到的零序互感器一次侧基波电流值与所述第四参考值、所述第五参考值比较；
[0041]若所述零序互感器一次侧基波电流值大于或等于所述第四参考值，则所述控制器模块输出报警信号；
[0042]若所述零序互感器一次侧基波电流值大于或等于所述第五参考值，则所述控制器模块输出跳闸动作信号。
[0043]进一步地，所述第三参考值S
e
、所述额定电流值I
0e
通过以下步骤获得：
[0044]将外部的零序互感器接入，并在零序互感器一次侧加额定电流，额本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相地保护零序电流自检测量电路，其特征在于，所述相地保护零序电流自检测量电路包括：零序互感器接口，所述零序互感器接口用于与外部的零序互感器连接；采样模块，所述采样模块与所述零序互感器并联连接，所述采样模块能够将流经所述采样模块的电流转换为采样信号；直流偏置分压模块，所述直流偏置分压模块包括第一直流源、与所述第一直流源连接的分压电阻，所述分压电阻与并联的零序互感器接口和采样模块形成串联连接；低通滤波模块，所述低通滤波模块与所述直流偏置分压模块、所述零序互感器接口、所述采样模块均有连接关系；同相比例放大模块，所述同相比例放大模块与所述低通滤波模块连接；直流电压叠加模块，所述直流电压叠加模块与所述同相比例放大模块连接，所述直流电压叠加模块包括第二直流源；控制器模块，所述控制器模块与所述直流电压叠加模块连接，所述控制器模块能够根据预设算法对输入的信号进行处理，以得到零序互感器电流值并输出。2.如权利要求1所述的相地保护零序电流自检测量电路，其特征在于，所述低通滤波模块包括接地的第一电容、与所述第一电容连接的第一电阻，所述第一电阻与所述直流偏置分压模块、所述零序互感器接口、所述采样模块均有连接关系，且所述第一电阻与所述同相比例放大模块连接。3.如权利要求1所述的相地保护零序电流自检测量电路，其特征在于，所述同相比例放大模块包括：放大器，所述放大器具有第一输入端、第二输入端、输出端，所述输出端与所述直流电压叠加模块连接；第二电容，所述第二电容的一端与所述放大器的第一输入端连接，所述第二电容的另一端接地；第三电容，所述第三电容的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第三电容的另一端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第二电阻的另一端接地；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述放大器的第二输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述放大器的输出端连接。4.如权利要求1所述的相地保护零序电流自检测量电路，其特征在于，所述直流电压叠加模块包括：第四电阻，所述第四电阻的一端与所述同相比例放大模块连接，所述第四电阻的另一端与所述控制器模块连接；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二直流源连接；第四电容，所述第四电容的一端与所述第四电阻的另一端连接，所述第四电容的另一端接地。5.如权利要求4所述的相地保护零序电流自检测量电路，其特征在于，所述第一直流源
的输出电压和/或所述第二直流源的输出电压为+3.3V。6.一种相地保护零序电流自检测量方法，其特征在于，所述相地保护零序电流自检测量方法基于如权利要求1～5所述的相地保护零序电流自检测量电路，所述相地保护零序电流自检测量方法包括以下步骤：所述控制器模块对输入的信号进行处理，得到直流偏置测量值V；所述控制器模块中预存有第一参考值V
dc1
、第二参考值V
d...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景峰，王琰，黄旭东，
申请(专利权)人：江阴拓普电气有限公司，
类型：发明
国别省市：