專利名稱：電壓測(cè)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量和保護(hù)設(shè)備中使用的電壓測(cè)量電路。
法國(guó)實(shí)用證書(shū)第7827749號(hào)描述了一種電壓衰減器，它的后面設(shè)有兩個(gè)放大電路其中一個(gè)放大電路具有相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)，約為100毫秒，用來(lái)向測(cè)量裝置供電，萬(wàn)一電壓消失，測(cè)量裝置不必要求具有短的恢復(fù)時(shí)間。另一個(gè)放大電路具有短得多的時(shí)間常數(shù)，約為10毫秒，由于用來(lái)向保護(hù)裝置供電，所以要求具有短的恢復(fù)時(shí)間。這種設(shè)備因此具有兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，而本發(fā)明的目的就在于提供一種僅包含一個(gè)輸出端的電路。這種設(shè)備明顯比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備便宜得多。
本發(fā)明提供一種用于測(cè)量電力線路電壓的電路，對(duì)電力線路的每一相電路包括一個(gè)電容分壓器，它包含接到電力線路的第一電容器，該電容器與接地的第二電容器相串聯(lián);還包括用來(lái)放大第二電容器兩端之間電壓的第一和第二放大電路，所說(shuō)的第一放大電路具有約為100毫秒的時(shí)間常數(shù)并與一個(gè)相位校正電路相連，所說(shuō)的第二放大電路具有2.5毫秒至15毫秒的時(shí)間常數(shù);電壓測(cè)量電路的特征在于第一和第二放大電路分別經(jīng)過(guò)可由一邏輯電路控制的第一和第二開(kāi)關(guān)接到一個(gè)共同的輸出端，該電壓測(cè)量電路進(jìn)一步包括產(chǎn)生某一信號(hào)的一個(gè)電路，該信號(hào)反映由第一和第二放大電路提供的相應(yīng)信號(hào)之間代數(shù)差的絕對(duì)值，包括一個(gè)比較器電路，它接受所說(shuō)的信號(hào)并在它的輸出端向所說(shuō)的邏輯電路提供一個(gè)控制信號(hào)，以便當(dāng)所說(shuō)的絕對(duì)值超過(guò)給定的閥值時(shí)使邏輯電路起動(dòng)，只要所說(shuō)的絕對(duì)值小于所說(shuō)的閥值，所說(shuō)的邏輯電路其連接使得第一開(kāi)關(guān)閉合而第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，而當(dāng)所說(shuō)的絕對(duì)值超過(guò)閥值時(shí)，則斷開(kāi)第一開(kāi)關(guān)而閉合第二開(kāi)關(guān)。
有利的是，邏輯電路具有時(shí)間延遲。
邏輯電路的時(shí)間延遲約為50毫秒。
參考作為本發(fā)明電路其中一相電路圖的唯一附

圖1，通過(guò)對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施例的描述將會(huì)更好地理解本發(fā)明。
圖中，標(biāo)號(hào)1代表高壓電力線路的某中一相，該相具有一個(gè)與之相連的電容分壓器，該分壓器包括與接地的第二電容器C相串聯(lián)的第一電容器C1。
該電路包括一個(gè)運(yùn)算放大器A1，它的輸入電路上設(shè)有一個(gè)電阻R。選擇R的阻值使電路的時(shí)間常數(shù)RC相對(duì)長(zhǎng)一些，約為100毫秒。放大器A1的輸出連到兩條線路上，第一條線路包括放大器A′1和第一開(kāi)關(guān)I1，第二條線路包括放大器A2、放大器A′2和第二開(kāi)關(guān)I2，兩條線路接到輸出放大器A7的輸入端，該放大器的輸出S向測(cè)量裝置和線路保護(hù)裝置供電。
放大器A′1通過(guò)電阻R′1與放大器A1的輸出端相連，它具有一個(gè)含有電容器C′1和與之并聯(lián)的電阻R1″的反饋線路。放大器A′1和與其連接的元件構(gòu)成一個(gè)適當(dāng)?shù)南辔恍Ｕ?，例如為了達(dá)到0.5級(jí)精度(頻率在48HZ到51HZ之間時(shí)相位移不大于20分角)。選擇R′1、R1″和C1的數(shù)值向放大器A′1提供約0.1秒的時(shí)間常數(shù)，這樣，第一線路的長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)由放大器A1的長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)來(lái)確定。這個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)和與其相關(guān)的相位校正用于獲得一個(gè)測(cè)量信號(hào)，該信號(hào)完全適合于向電力線路電壓測(cè)量裝置供電。開(kāi)關(guān)I1是一個(gè)可控半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或繼電器。
放大器A2由一個(gè)輸入電路供電，該輸入電路包括電容器C2和電阻R2，選擇C2和R2的數(shù)值使第二線路具有比第一線路短得多的時(shí)間常數(shù)，例如在2.5毫秒到15毫秒的范圍內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電力線路的頻率變化范圍為48HZ到50HZ之間時(shí)，時(shí)間常數(shù)可選為10毫秒。這樣短的時(shí)間常數(shù)是由于控制線路保護(hù)裝置所需要。該電路具有提供相位校正的電阻R′2和電容器C′2。與電阻R′12和R′13相連接的放大器A′2是一個(gè)功率放大器。與開(kāi)關(guān)I1相同，開(kāi)關(guān)I2也是一個(gè)可控的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或繼電器。
放大器A′1和A′2各自的輸出分別經(jīng)過(guò)電阻R34和電阻R31送至運(yùn)算放大器A3的兩個(gè)輸入端。放大器A3借助于兩個(gè)電阻R32和R33接成一個(gè)減法器，它給出放大器A′1和A′2輸出信號(hào)之間的代數(shù)差D＝V1-V2。
信號(hào)D加到一個(gè)全波整流器RED上，該整流器包括在電路中和電阻R41到R44和二極管d相連的運(yùn)算放大器A4。和在電路中與電阻R51相連的運(yùn)算放大器A5。這樣，整流器電路RED就提供了代數(shù)差V1-V2的絕對(duì)值｜V1-V2｜。整流器電路RED的輸出端與比較器A6的一個(gè)輸入端相連，比較器A6的另一個(gè)輸入端經(jīng)電阻R60接收一個(gè)閥值信號(hào)S。比較器A6的輸出端接到邏輯電路CL該邏輯電路具有兩個(gè)分別控制開(kāi)關(guān)I1和I2的互補(bǔ)輸出端Q1和Q2。邏輯電路構(gòu)成使得假如比較器A6產(chǎn)生一個(gè)零信號(hào)(｜V1-V2｜＜S)，那時(shí)它的輸出端Q1動(dòng)作，開(kāi)關(guān)I1閉合。否則，假如比較器檢測(cè)到V1與V2之間的差值比閥值S大，輸出端Q2動(dòng)作，開(kāi)關(guān)I1斷開(kāi)而開(kāi)關(guān)I2閉合。邏輯電路CL具有例如50ms的時(shí)間延遲，其作用將在文說(shuō)明。
電路工作如下在正常的穩(wěn)定狀態(tài)條件下，信號(hào)V1和V2相等，所以比較器A6提供的是零輸出信號(hào)。通過(guò)線路結(jié)構(gòu)使電路CL的輸出端Q1處于動(dòng)作狀態(tài)，使得線路A1，A′1投入運(yùn)行，以便測(cè)量具有需要的精度。
在重新接入帶載電力線路的過(guò)程中，輸出電壓V1和V2將包含有所謂的直流分量，該直流分量按指數(shù)衰減，對(duì)于V1在100毫秒內(nèi)，對(duì)V2在10ms內(nèi)。信號(hào)V1和V2因此將是不同的，只要它們之間的差值達(dá)到閥值，邏輯電路CL開(kāi)關(guān)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，從而斷開(kāi)開(kāi)關(guān)I1而閉合開(kāi)關(guān)I2。第二放大線路由于其短的時(shí)間常數(shù)而投入運(yùn)行狀態(tài)，它很快地消除了不希望存在的指數(shù)分量，否則該分量存在會(huì)使前置放大器后面的功率放大器的變壓器產(chǎn)生飽和。
當(dāng)差值V1-V2接近閥值S時(shí)，在再次轉(zhuǎn)換回來(lái)之前的時(shí)間延遲防止發(fā)生反復(fù)的開(kāi)關(guān)翻轉(zhuǎn)。
該閥值必須大于標(biāo)定誤差，該誤差可能發(fā)生在(50HZ下)的兩個(gè)信號(hào)V1和V2加上處在頻帶(48HZ，51HZ)的兩個(gè)極限之間的頻率飄移誤差的情況下。
本發(fā)明的電路具有比已有技術(shù)電路較為簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。在正常條件下，測(cè)量的相位誤差小。
當(dāng)重新接入帶載線路時(shí)，直流分量很快地被消除。
有可能通過(guò)對(duì)閥值S和時(shí)間延遲進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行。第一條放大線路(具有大約100毫秒的時(shí)間常數(shù))對(duì)于傳輸由于除重新接入帶載線路以外的原因而引起的瞬態(tài)變化是理想的。如果將閥值S的值選得足夠高，這些瞬態(tài)變化能在沒(méi)有開(kāi)關(guān)翻轉(zhuǎn)邏輯電路CL的情況下測(cè)得。
當(dāng)線路的頻率變化范圍很小時(shí)(例如49.5HZ到50.5HZ時(shí))，通過(guò)使R2C2時(shí)間常數(shù)等于3.18毫秒(代替10毫秒)在由于重新接入帶載線路的瞬態(tài)狀態(tài)下能獲得最好的響應(yīng)。這時(shí)R′2C′2時(shí)間常數(shù)也等于3.18毫秒(3.18毫秒＝1/2πfo，fo＝50HZ)。
在60HZ時(shí)，3.18毫秒由2.65毫秒代替。
本發(fā)明用于控制和保護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量電力線路電壓的電路，對(duì)線路的每一相而言該電路包括一個(gè)電容分壓器，該分壓器包括與線路相連并與接地的第二電容器相串聯(lián)的第一電容器；和用來(lái)放大第二電容器兩端之間電壓的第一和第二放大線路，所說(shuō)的第一放大電路具有大約100毫秒的時(shí)間常數(shù)并和相位校正電路相連，所說(shuō)的第二放大線路具有2.5毫秒至15毫秒的時(shí)間常數(shù)；該電壓測(cè)量電路的特征在于，所說(shuō)的第一和第二放大線路(A1，A1′；A2，A2′)分別經(jīng)過(guò)由邏輯電路(CL)控制的第一和第二開(kāi)關(guān)(I1，I2)連接到共同的輸出端(S)，該電壓測(cè)量電路進(jìn)一步包括一個(gè)用于產(chǎn)生某一信號(hào)的電路(A3，RED)所說(shuō)信號(hào)反映第一和第二放大線路分別提供的信號(hào)間的代數(shù)表(D)的絕對(duì)值，還有一個(gè)比較器電路(A6)，它接受所說(shuō)信號(hào)并在它的輸出端向所說(shuō)的邏輯電路(CL)提供控制信號(hào)，使得邏輯電路在所說(shuō)的絕對(duì)值超過(guò)給定的閥值(S)時(shí)動(dòng)作，所說(shuō)的邏輯電路只要在所說(shuō)的絕對(duì)值小于所說(shuō)的閥值時(shí)其連接使得保持第一開(kāi)關(guān)(I1)閉合而第二開(kāi)關(guān)(I2)斷開(kāi)，而當(dāng)所說(shuō)的絕對(duì)值超過(guò)閥值時(shí)，使第一開(kāi)關(guān)(I1)斷開(kāi)而使第二開(kāi)關(guān)(I2)閉合。
2.按照權(quán)利要求1的電路其特征在于，當(dāng)電力線路的頻率變化范圍在49.5HZ至50.5HZ時(shí)，第二放大線路的時(shí)間常數(shù)大約是3.18毫秒。
3.按照權(quán)利要求1的電路，其特征在于，當(dāng)電力線路的頻率變化范圍在59.5HZ至60.5HZ時(shí)，第二放大線路的時(shí)間常數(shù)大約是2.65毫秒。
4.按照權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的電路，其特征在于，邏輯電路(CL)包含時(shí)間延遲。
5.按照權(quán)利要求4的電路，其特征在于，邏輯電路(CL)的時(shí)間延遲約50毫秒。
全文摘要
一種用于測(cè)量電力線路電壓的電路，該電路包括由第一和第二電容器組成的電容分壓器，還有用于放大第二電容器兩端電壓的第一和第二放大線路(A
文檔編號(hào)H02H1/00GK1053684SQ9011032
公開(kāi)日1991年8月7日 申請(qǐng)日期1990年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月7日
發(fā)明者吉恩-帕沃蒙克格 申請(qǐng)人:Gec阿爾斯托姆公司