一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路的制作方法
【專利摘要】電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，包括主處理器CPU、信號(hào)放大電路、電流互感器CT1、返回信號(hào)調(diào)理電路、返回信號(hào)放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，所述信號(hào)放大電路內(nèi)含信號(hào)變換電路，其特征在于：所述電流互感器CTl輸出包括計(jì)量線圈和信號(hào)線圈；所述電流互感器CTl與被檢測(cè)的外部電流互感器CTO連接；所述信號(hào)變換電路由三極管Ql的基極串聯(lián)電阻作為信號(hào)引入電路，三極管的集電極與電阻R12串聯(lián)后作為變換后的信號(hào)輸出電路。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路中電流互感器的運(yùn)行狀態(tài)；信號(hào)變換電路，組成器件簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。
【專利說(shuō)明】—種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計(jì)涉及電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，屬于電力監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在電力線路運(yùn)行中，保證電路的安全是首要問(wèn)題。電流互感器(CT)故障主要表現(xiàn)為開(kāi)路和短路兩種狀態(tài)。如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流互感器的情況并及時(shí)處理是非常必要的。在電學(xué)理論中，被測(cè)電流互感器的狀態(tài)變化最終可以反映到電流互感器的導(dǎo)納值(阻抗值)的變化，這種方法叫導(dǎo)納法。根據(jù)這一理論，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路中電流互感器的運(yùn)行狀態(tài)。而現(xiàn)有的檢測(cè)方法中，檢測(cè)設(shè)備復(fù)雜，并且現(xiàn)行的信號(hào)變換電路線路復(fù)雜，運(yùn)行不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述要求，本設(shè)計(jì)根據(jù)導(dǎo)納法的原理，將現(xiàn)有的信號(hào)放大電路、電流返回信號(hào)調(diào)理電路、返回信號(hào)放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路與雙信號(hào)輸出電流互感器CTl組合，提供一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置，及時(shí)檢測(cè)反應(yīng)電流互感器CTO的運(yùn)行情況；并且提供一種簡(jiǎn)單、可靠的信號(hào)轉(zhuǎn)變電路。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)是通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，包括主處理器CPU、信號(hào)放大電路、電流互感器CT1、返回信號(hào)調(diào)理電路、返回信號(hào)放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，所述信號(hào)放大電路內(nèi)含信號(hào)變換電路，所述返回信號(hào)放大電路內(nèi)含低通濾波電路，所述AD/DA電路內(nèi)含交直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述電流互感器CTl為雙信號(hào)輸出電流互感器，包括計(jì)量線圈和信號(hào)線圈，計(jì)量線圈作計(jì)量用，信號(hào)線圈作信號(hào)檢測(cè)用；所述信號(hào)放大電路與電流互感器CTl的信號(hào)線圈連接；所述電流互感器CTl與被檢測(cè)的外部電流互感器CTO連接；所述信號(hào)變換電路由三極管Ql的基極串聯(lián)電阻作為信號(hào)引入電路，三極管的集電極與電阻R12串聯(lián)引入+5V電源，三極管的發(fā)射極與電阻R57連接作為信號(hào)輸出電路，在三極管的發(fā)射極與電阻R57之間連接有電容C30，電容C30另一極接地。
[0006]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述R57為49.9R，所述C30為InF。
[0007]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述主處理器CPU發(fā)出PWM方波信號(hào)給信號(hào)放大電路。
[0008]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述PWM方波信號(hào)的頻率為20KHz。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述信號(hào)放大電路輸送給電流互感器CTl信號(hào)線圈的信號(hào)為正弦波信號(hào)。
[0010]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述返回信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)為50倍。
[0011]優(yōu)選的，所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述帶通濾波電路慮除20KHZ以外的雜波信號(hào)，將20KHZ的正弦波信號(hào)傳輸給AD/DA電路。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本實(shí)用新型運(yùn)用導(dǎo)納檢測(cè)法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路中電流互感器的運(yùn)行狀態(tài)，減少電能損失和安全事故的發(fā)生；信號(hào)變換電路，組成器件簡(jiǎn)單，運(yùn)行可
O

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置組成示意圖，圖2為信號(hào)變換電路組成示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]本設(shè)計(jì)是將現(xiàn)有的信號(hào)放大電路、電流返回信號(hào)調(diào)理電路、返回信號(hào)放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路與雙信號(hào)輸出電流互感器CTl組合，用以檢測(cè)反應(yīng)電流互感器CTO的運(yùn)行情況，并且，對(duì)信號(hào)變換電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
[0016]如圖1、2所示，當(dāng)終端設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，其電流回路由終端產(chǎn)品外部的電流互感器CTO與終端內(nèi)部電流互感器CTl組成，設(shè)計(jì)中要求終端選用的電流互感器元件為雙信號(hào)輸出電流互感器，一路輸出作計(jì)量用(稱之為計(jì)量線圈)，?路輸出作信號(hào)檢測(cè)用(稱之為信號(hào)線圈)。電流互感器CTO 二次回路正常、開(kāi)路、短路三種狀態(tài)變化最終可以反映到電流互感器示電路(CTl)的導(dǎo)納值(阻抗值)的變化。檢測(cè)導(dǎo)納值可采用在CTl的次級(jí)信號(hào)線圈上疊加一個(gè)外部信號(hào)的方法，通過(guò)計(jì)量線圈反映出CTO的變化，經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換成直流電壓后再通過(guò)AD采樣值來(lái)判斷電流回路的二次側(cè)狀態(tài)。
[0017]信號(hào)變換電路，其中PWM波為主處理器CPU輸出的頻率20 kHz的方波信號(hào)。電流互感器在線性工作區(qū)域可以被看作一個(gè)恒流源，其內(nèi)阻無(wú)窮大，二次間的輸出不受二次負(fù)載阻抗變化的影響。當(dāng)二次阻抗繼續(xù)增大，使得二次勵(lì)磁電壓達(dá)到電流互感器飽和點(diǎn)，互感器工作將進(jìn)入非線性區(qū)域，勵(lì)磁電流增大，次負(fù)荷端的電流逐漸被勵(lì)磁回路分流。
[0018]影響二次回路阻抗(導(dǎo)納)大小的因素主要由負(fù)載阻抗和勵(lì)磁特性決定。在正常情況下，負(fù)載阻抗基本保持不變，勵(lì)磁阻抗(導(dǎo)納)隨二次勵(lì)磁電壓的變化而變化。
[0019]外接不同的電流互感器CT0，其自身阻抗值不一樣，即正弦信號(hào)波形幅值等也不同。為了使該方法和電路能有效檢測(cè)不同廠家不同變比的電流互感器，在R57和C30取值上特別關(guān)鍵，這樣才能通過(guò)波形的變化檢測(cè)出正常、開(kāi)路、短路三種狀態(tài)。本設(shè)計(jì)取值為:R57為 49.9R，所述 C30 為 InF。
[0020]正弦波信號(hào)疊加到電流互感器CTl的信號(hào)線圈上，隨著電流回路二次側(cè)CTO
[0021]正常、開(kāi)路、短路等狀態(tài)的改變，反饋到CTl上的導(dǎo)納值也發(fā)生了變化，即阻抗值改變，正弦波信號(hào)也會(huì)發(fā)生改變。
[0022]當(dāng)PWM方波信號(hào)經(jīng)過(guò)變換電路給信號(hào)線圈疊加一個(gè)正弦波信號(hào)(sin)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)初級(jí)線圈再反饋到計(jì)量線圈上，計(jì)量線圈感應(yīng)出的信號(hào)幅度非常小，并帶有雜波(其中含有50 Hz工頻信號(hào))，因此需先經(jīng)過(guò)放大電路把信號(hào)放大50倍，然后進(jìn)行低通濾波電路進(jìn)行濾波。經(jīng)過(guò)放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波后輸出電流波形，其表現(xiàn)在正常、開(kāi)路和短路狀態(tài)波形頻率均為20 kHz。
[0023]帶通濾波電路，濾除20 kHz左右以外的雜波信號(hào)。由CPU產(chǎn)生的20 kHz方波經(jīng)電流互感器CTl反饋放大濾波后得到相應(yīng)的信號(hào)，最后由帶通濾波器隔離出較好的正弦波信號(hào)。
[0024]經(jīng)帶通濾波器后的波形是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，在電流回路各種狀態(tài)下正弦波的幅值將不同，再經(jīng)過(guò)交流信號(hào)轉(zhuǎn)直流信號(hào)通過(guò)CPU的A / D采樣信號(hào)即可診斷出電流回路二次側(cè)開(kāi)短路故障。
[0025]以上顯示和描述了本設(shè)計(jì)的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本設(shè)計(jì)不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本設(shè)計(jì)的原理，在不脫離本設(shè)計(jì)精神和范圍的前提下，本設(shè)計(jì)還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，包括主處理器CPU、信號(hào)放大電路、電流互感器CT1、返回信號(hào)調(diào)理電路、返回信號(hào)放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，所述信號(hào)放大電路內(nèi)含信號(hào)變換電路，所述返回信號(hào)放大電路內(nèi)含低通濾波電路，所述AD/DA電路內(nèi)含交直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述電流互感器CTl為雙信號(hào)輸出電流互感器，包括計(jì)量線圈和信號(hào)線圈，計(jì)量線圈作計(jì)量用，信號(hào)線圈作信號(hào)檢測(cè)用；所述信號(hào)放大電路與電流互感器CTl的信號(hào)線圈連接；所述電流互感器CTl與被檢測(cè)的外部電流互感器CTO連接；所述信號(hào)變換電路由三極管Ql的基極串聯(lián)電阻作為信號(hào)引入電路，三極管的集電極與電阻R12串聯(lián)引入+5V電源，三極管的發(fā)射極與電阻R57連接作為信號(hào)輸出電路，在三極管的發(fā)射極與電阻R57之間連接有電容C30，電容C30另一極接地。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述R57為49.9R，所述C30為InF。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述主處理器CPU發(fā)出PWM方波信號(hào)給信號(hào)放大電路。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述PWM方波信號(hào)的頻率為20KHz。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述信號(hào)放大電路輸送給電流互感器CTl信號(hào)線圈的信號(hào)為正弦波信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述返回信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)為50倍。
7.如權(quán)利要求1所述的一種電流互感器二次回路故障檢測(cè)裝置及其信號(hào)變換電路，其特征在于:所述帶通濾波電路慮除20KHz以外的雜波信號(hào)，將20KHz的正弦波信號(hào)傳輸給AD/DA電路。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK204028268SQ201420342899
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】童清化 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江瑞清電子科技有限公司