本实用新型专利技术公开了一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块，它包括二阶阻容滤波回路，所述的二阶阻容滤波回路并联两个反向串接的二极管，再与三号电阻并联，并与第一电压跟随器相连，第一电压跟随器的输出端连接第一信号放大回路，第一信号放大回路的输出端与第一采样通道相连；第一电压跟随器的输出端上还连接有第二电压跟随器，第二电压跟随器的输出端连接有第二信号放大回路，第二信号放大回路的输出端通过限压回路与第二采样通道连接。本实用新型专利技术由两个不同放大比率的信号放大回路组成的采样回路能很好的解决大范围动态信号输入下测量范围与测量精度之间的矛盾，从而实现全范围高精度的测量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及继电保护装置中的一个模块，尤其涉及继电保护装置中的保护测 量信号采样模块。
技术介绍
根据电力系统对微机继电器的动作精度要求，远动测量量的精度误差在士0. 5% 以内，而保护交流量的测量精度通常在士 3 %以内。虽然保护交流量的测量精度要求比远动 测量量的精度低，但是保护交流量的测量范围要求是0 40倍的额定值，而测量量的要求 范围为0 1. 2倍额定值，对保护交流量的动态范围的要求显然要远远大于远动测量量。为了提高测量精度，目前主要采取的办法是尽量减小二次CT的变比或者增大运 放回路的放大倍数，使得在从原始输入值到AD采样值的转换过程中，损失的精度尽量的 小。对于远动测量值，因为测量的动态范围不大，最高只需要考虑到1.2倍的额定值，输入 量本身的变化范围小，采用该种方法是合适的，但对于保护测量量，因为要考虑到40倍的 上限值，二次CT的变比就不能取得太小，否则转换出的值将超出AD的测量范围。例如对额 定值为5A的保护电流通道，其要求的动态测量范围为0 200A，对于常见的100A/7. 5V的 二次CT，二次CT的输出端电压值范围为0 15V，最大值将达到15V。目前常用的DSP均为 3. 3V器件，其内部AD的输入要求通常为0 3V，为实现对交流量的双端采样，通常取1. 5V 的参考电平，因此单端最大输入值为1. 5V。为了保证信号最大输入值时，AD通道的输入不 越限，运放回路只能对信号做缩小处理，最少的缩小倍数为15/1. 5 = 10倍。在这样的增益 系数下，当输入电流降低至IOA以下，尤其是5A以下时，AD采样的输入电压将降至0. 0375V 以下，IA时，甚至小于0. 006V,这样小的输入电压，必然导致小电流时测量误差的增大，直 至超出士3%以外。
技术实现思路
专利技术目的本技术主要针对电力系统继电保护装置对保护采样通道的大范围 采样精度的要求，设计了一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块，满足了全范围高 精度的采样要求。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种继电保护装置中的 保护测量信号采样模块，它包括二阶阻容滤波回路，所述的二阶阻容滤波回路并联两个反 向串接的二极管，再与三号电阻并联，并与第一电压跟随器相连，第一电压跟随器的输出端 连接第一信号放大回路，第一信号放大回路的输出端与第一采样通道相连；第一电压跟随 器的输出端上还连接有第二电压跟随器，第二电压跟随器的输出端连接有第二信号放大回 路，第二信号放大回路的输出端通过限压回路与第二采样通道连接。本技术中，所述的第一电压跟随器为一号运算放大器，二阶阻容滤波回路与 一号运算放大器的反相输入端3脚相连；一号运算放大器的8脚和4脚分别接+15V和-15V 电源，一号运算放大器的同相输入端2脚和输出端1脚相连，一号运算放大器的1脚经过四号电阻与第一信号放大回路的输入端相连。本技术中，第一信号放大回路包括与第一电压跟随器输出端相连的四号电 阻，四号电阻与三号运算放大器的2脚相连，三号运算放大器的2脚通过五号电阻连接到输 出端1脚上，1脚与继电器的第一采样通道相连；三号运算放大器的反相输入端3脚经七号 电阻与地相连，且3脚经六号电阻与直流参考电平REF1. 5相连；三号运算放大器的4脚、8 脚分别接-15V和+15V电源。本技术中，所述的第二电压跟随器为二号运算放大器，二号运算放大器的3 脚与第一电压跟随器的输出端相连，二号运算放大器的2脚与1脚相连，二号运算放大器的 1脚经八号电阻与第二信号放大回路的输入端相连。本技术中，所述的第二信号放大回路包括四号运算放大器，四号运算放大器 的2脚通过九号电阻连接到四号运算放大器的输出端1脚上，1脚通过十二号电阻连接继电 器的第二采样通道；四号运算放大器的反相输入端3脚经十一号电阻与地相连，同时3脚经 十号电阻与直流参考电平REF1. 5相连。本技术中，所述的限压回路包括十二号电阻，十二号电阻与第二个采样通道 的连接点分别通过两个稳压管与电源和地相连。本技术中，所述的二阶阻容滤波回路包括一号电阻，一号电阻分别与一号电 容和二号电阻连接，二号电阻连接二号电容，一号电容、二号电容接地。本技术的工作原理二次CT输入的保护通道电流信号量经过二阶阻容滤波， 通过一个运放构成的电压跟随电路后，分成两路输出电压，一路进入到一个使用常规的增 益系数(如将信号缩小10倍)的运算放大电路中，另外一路再次经过一个运放构成的电压 跟随电路后进入到一个使用小增益系数(如将信号放大2倍)的运算放大电路中，两个运 放电路分别输入到不同的AD采样通道。同时，与使用小增益系数的运放电路相连的AD通 道的输入点与地和电源电压VCC上还分别接有3V的稳压管。与二阶阻容滤波相连的运放 输入端上还连接有1ΜΩ的接地电阻。有益效果本技术将一路的输入量变成了两路不同增益的放大电路输出，通 过两个不同的AD采样通道采集计算同一路信号输入量，当输入量较小的时候，装置可以使 用较小增益系数的放大电路的输入值来获得更为精准的输入信号量，当输入量较大时候， 装置自动使用较大增益系数的放大电路的输入值。此时较小增益系数的放大电路输出值将 超过AD通道的最大输入范围，但与AD通道相连的两个稳压管自动投入工作，从而将AD通 道输入电压钳制在AD输入要求的动态范围内，保证了放大通道输入不越限。由两个不同放大比率的信号放大回路组成的采样回路能很好的解决大范围动态 信号输入下测量范围与测量精度之间的矛盾，从而实现全范围高精度的测量。附图说明图示为本技术的电路图。具体实施方式图示是本技术电路原理示意图，以下结合附图，对本技术的技术方案做 进一步的具体说明。如图所示，由一号电阻R1、一号电容Cl、二号电阻R2、二号电容C2组成的二阶阻容 滤波回路并联两个反向串接的二极管Z1、Z2后，再并联一个1ΜΩ的三号电阻R3，之后与一 号运算放大器UlA的反相输入端3脚相连，一号运算放大器UlA的8脚和4脚分别接+15V 和-15V电源，一号运算放大器UlA的同相输入端2脚和输出端1脚相连，构成第一电压跟 随器。一号运算放大器UlA的1脚经过四号电阻R4与三号运算放大器U3A的同相输入 端2脚相连，三号运算放大器U3A的2脚通过五号电阻R5连接到三号运算放大器U3A的输 出端1脚(即P2点)上，该点直接连接到AD的第一采样通道ADCl。三号运算放大器U3A的反相输入端3脚经七号电阻R7与地相连，同时3脚经六 号电阻R6与直流参考电平REF1. 5相连。三号运算放大器U3A的4脚、8脚分别接-15V和 +15V电源。一号运算放大器UlA的1脚同时连接到由二号运算放大器U2A构成的第二电压 跟随器的反相输入端的3脚上，二号运算放大器U2A的2脚与1脚相连，1脚经过八号电阻 R8与四号运算放大器U4A的同相输入端2脚相连。四号运算放大器U4A的2脚通过九号电阻R9连接到四号运算放大器U4A的输出 端1脚(即P3点)上，该点通过十二号电阻R12连接到AD的第二采样通道ADC2。四号运 算放大器U4A的反相输入端3脚经十一号电阻Rll与地相连，同时3脚经十号电阻RlO与 直流参考电平REF1. 5相连。十二号电阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块，其特征在于：它包括二阶阻容滤波回路，所述的二阶阻容滤波回路并联两个反向串接的二极管，再与三号电阻并联，并与第一电压跟随器相连，第一电压跟随器的输出端连接第一信号放大回路，第一信号放大回路的输出端与第一采样通道相连；第一电压跟随器的输出端上还连接有第二电压跟随器，第二电压跟随器的输出端连接有第二信号放大回路，第二信号放大回路的输出端通过限压回路与第二采样通道连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓渝，高明，
申请(专利权)人：南京安能电气控制设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84
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