用于断路器的信号测量电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于断路器的信号测量电路，包括：电压信号调理模块，具有三个并联的第一、第二和第三运算放大器；所述第一、第二和第三运算放大器与主控回路之间均设置有移相单元；电流信号调理模块，具有三个并联的均由RC积分单元和信号放大单元组成的第一、第二和第三电流调理支路，此第一电流调理支路用于接收来自电流互感器的A相电流，第二电流调理支路用于接收来自电流互感器的B相电流，第三电流调理支路用于接收来自电流互感器的C相电流。本实用新型专利技术信号测量电路大大减小了断路器空间体积、价格低廉、更易实现，并且实现了电压测量信号和电流测量信号的相位与主回路的电压和电流的相位一致，保证了功率测量的准确性，降低了软件的复杂性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路断路器领域，具体涉及一种用于断路器的信号测量电路。
技术介绍
随着智能电网的兴起和配电网络化的发展，对智能型断路器等保护电器提出了新的要求，要求智能塑壳断路器除了实现电流测量和保护外，还需要监测电网的电压、功率、功率因数等的变化，并将检测到的电力参数传送给上位机，以便对系统进行远程监控和及时调度。对于传统的智能塑壳断路器，采用电流互感器来提供信号和智能脱扣器工作的能量，且只能测量电流，不能测量电压。由于常用的电压测量一般采用电压互感器来进行信号 变换，由于电压互感器的尺寸相对较大，在智能塑壳断路器有限的空间尺寸下使用受到较大的限制，特别是在塑壳断路器日趋小型化、内部附件多样化的情况下表现更为明显，会占用智能脱扣器较多的空间，限制了智能脱扣器的小型化，减少了内部附件的数量，因而，要实现电压测量一般需要外接模块，这样体积就较大，接线相对较多；而且电压互感器的价格也较贵。因此，采用一种对空间的限制小的内带电压测量单元，使智能塑壳断路器既能进行电流测量，又能进行电压测量以及功率测量等，无疑能更好满足用户的需求，减少监控仪表的使用，对于智能脱扣器进而断路器的小型化和多功能有积极的意义。
技术实现思路
本技术目的是提供一种用于断路器的信号测量电路，此信号测量电路大大减小了断路器空间体积、价格低廉、更易实现，并且实现了电压测量信号和电流测量信号的相位与主回路的电压和电流的相位一致，保证了功率测量的准确性，降低了软件的复杂性。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种用于断路器的信号测量电路，包括电压信号调理模块，具有三个并联的第一、第二和第三运算放大器，此第一、第二和第三运算放大器各自的反相输入端分别接受来自主控回路的A相电压、B相电压和C相电压，第一、第二和第三运算放大器各自的同相输入端用于接受来自主控回路的N相电压；所述第一、第二和第三运算放大器与主控回路之间均设置有移相单元；电流信号调理模块，具有三个并联的均由RC积分单元和信号放大单元组成的第一、第二和第三电流调理支路，此第一电流调理支路用于接收来自电流互感器的A相电流，第二电流调理支路用于接收来自电流互感器的B相电流，第三电流调理支路用于接收来自电流互感器的C相电流；微处理器单元，根据来自电压信号调理模块的相电压信号和电流信号调理模块的相电流信号判断主控回路的状态。上述技术方案中进一步改进的技术方案如下I、上述方案中，所述移相单元由串联的移相电阻和移相电容组成。2、上述方案中，所述RC积分单元由积分电阻和积分电容组成，此积分电容两端分别连接到所述信号放大单元的两个输入端，此积分电阻位于积分电容和信号放大单元的输入端的接 点与所述电流互感器之间。3、上述方案中，所述信号放大单元由两级放大单元串联组成。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点和效果本技术用于断路器的信号测量电路，采用RC无源积分，技术成熟，电路简单，前级采用同相放大，提高输入阻抗，电压信号测量电路采用RC移相差分放大电路，和采用电压互感器的测量方式相比，大大减小了断路器空间体积、价格低廉、更易实现，效果更好。并且采用单电源供电，降低了智能脱扣器硬件电路的复杂性；其次，本技术从硬件上实现了电压测量信号和电流测量信号的相位与主回路的电压和电流的相位一致，保证了功率测量的准确性，降低了软件的复杂性。附图说明附图I为本技术断路器的原理框图；附图2为本技术电压测量部分电路原理图；附图3为本技术电流测量部分电路原理图；附图4为本技术接地电流测量部分电路原理图。以上附图中1、电压信号调理模块；2、主控回路；3、移相单元；4、电流信号调理模块；5、RC积分单元；6、信号放大单元；7、电流互感器；8、微处理器单元。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例一种用于断路器的信号测量电路，还包括为断路器中各部件供电的电源电路、微处理器单元，以及分别与所述微处理器单元信号连接的频率测量电路、脱扣电路、显示电路、设定电路、通信电路、接口电路和热记忆电路；(如图I所示)信号测量电路包括电压信号调理模块I和电流信号调理模块4 ；电压信号调理模块1，具有三个并联的第一、第二和第三运算放大器N1A、N1B、NIC,此第一、第二和第三运算放大器N1A、NIB, NlC各自的反相输入端分别接受来自主控回路2的A相电压、B相电压和C相电压，第一、第二和第三运算放大器N1A、NIB, NlC各自的同相输入端用于接受来自主控回路2的N相电压；所述第一、第二和第三运算放大器N1A、NIB、NlC与主控回路2之间均设置有移相单元3 ；电流信号调理模块4，具有三个并联的均由RC积分单元5和信号放大单元6组成的第一、第二和第三电流调理支路，此第一电流调理支路用于接收来自电流互感器7的A相电流，第二电流调理支路用于接收来自电流互感器7的B相电流，第三电流调理支路用于接收来自电流互感器7的C相电流；微处理器单元8，根据来自电压信号调理模块I的相电压信号和电流信号调理模块4的相电流信号判断主控回路2的状态。上述移相单元3由串联的移相电阻和移相电容组成。上述RC积分单元5由积分电阻和积分电容组成，此积分电容两端分别连接到所述信号放大单兀6的两个输入端,此积分电阻位于积分电容和信号放大单兀6的输入端的接点与所述电流互感器7之间。上述信号放大单元6由两极放大单元串联组成。上述内容具体解释如下。附图2为电压信号测量电路实施例电阻Rl R8、电容Cl C4、运算放大器N1A、NIB, NlC组成三路差分放大器电路，得到对应于相电压的输出信号，差分放大器的元件参数按照 Rl = R3 = R5 = R7、R2 = R4 = R6 = R8, Cl = C2 = C3 = C4 选取。差分放大电路的输出可以运用叠加原理进行计算，将每个信号单独施加于差分放大电路，得到对应的输出，最后将几个信号单独作用的输出进行叠加获得最终的结果。例如，计算由电阻Rl、R2、R7、R8、电容Cl、运算放大器NlA组成的差分放大电路的输出时，可将输入信号UA、UN、VREF分别施加至输入，每次只加一个信号，其它信号按照电压源短路电流源开路的原则来对原来的电路进行变化，定义电容的阻抗为Ze =则单独施加UA R2时构成反相放大电路，输出尺I + Zc UA单独施加UN时构成同相放大器，输出Uan 2 = (1 +* {r7 + RrI + zc)UN = WT^ijn ,在单独施加 VREF 时也构成同相放大器，输出& 3 = (1 + H) * R7R+RSvref = VREF将UA、UN、VREF分别施加的输出信号叠加得到三个信号同时施加的输出，Uan = Uanl + Uan 2 + Uan 3 =——1^-UA + ~~UN + VREF =——^-(UA -UN) + VREF Rl + Zc Rl+ ZCRl+ Zc9定义UAN为A相和中性线(零线)间的电压(UA-UN)，贝IjUan =——1^-UAN + VREF =—-UAN + VREF Rl + ZcI ^ I 9IJRl +(-) Z - arctg- V coCYRlcoCl^R2 YKu==~^本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于断路器的信号測量电路，所述断路器包括为断路器中各部件供电的电源电路、微处理器单元，以及分别与所述微处理器单元信号连接的频率测量电路、脱扣电路、显示电路、设定电路、通信电路、接ロ电路和热记忆电路，其特征在干信号測量电路包括电压信号调理模块和电流信号调理模块 电压信号调理模块(1)，具有三个并联的第一、第二和第三运算放大器(N1A、N1B、N1C)，此第一、第二和第三运算放大器(N1A、N1B、N1C)各自的反相输入端分别接受来自主控回路(2)的A相电压、B相电压和C相电压，第一、第二和第三运算放大器(N1A、N1B、N1C)各自的同相输入端用于接受来自主控回路(2)的N相电压；所述第一、第二和第三运算放大器(N1A、N1B、N1C)与主控回路(2)之间均设置有移相单元(3)； 电流信号调理模块(4)，具有三个并联的均由RC积分单元(5)和信号放大单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷建强，孙伟峰，奚慎云，张晓霞，管瑞良，潘振克，
申请(专利权)人：常熟开关制造有限公司原常熟开关厂，
类型：实用新型
国别省市：