CN101871989A - 一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，该调理装置的一端与外部电网连接，另一端与接地故障诊断装置连接，所述的调理装置包括连接在所述外部电网和接地故障诊断装置之间的电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路、I/O调理电路和电源模块。本发明实现了将电网的高电压、大电流转换成低电压、小电流，并且能够隔离电网与接地故障诊断装置，过滤信号干扰，提高了精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压、电流调理装置，尤其涉及一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置。
背景技术
目前，中压配电网中，接地故障诊断装置直接从电网接收信号，在电网与接地故障诊断装置之间没有隔离装置，因此无法过滤干扰信号，并且不能将高电压、大电流转换成低电压、小电流，电压过高或者电流过大，会对接地故障诊断装置造成影响。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，以实现隔离电网与接地故障诊断装置的目的，并且能够过滤信号的干扰，将高电压、大电流转换为低电压、小电流，提高了安全性。
本发明所述的一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，该调理装置的一端与外部电网连接，另一端与接地故障诊断装置连接，所述的调理装置包括连接在所述外部电网和接地故障诊断装置之间的电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路、I/O调理电路和电源模块，
所述的电压调理电路将从所述电网接收到的高电压转换成低电压，并过滤干扰信号；
所述的电流调理电路将从所述电网接收到的大电流转换成小电流，并过滤干扰信号；
所述的中性点电压调理与中断信号电路计算和调理所述电网的中性点电压，并通过与预设阈值进行比较，触发中断信号；
所述的I/O调理电路调理和传输所述电网的的I/O信号；
所述的电源模块包括四个独立的电源子模块，该每一电源子模块分别独立地向所述的电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路和I/O调理电路供电。
在上述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置中，所述的中性点电压调理与中断信号电路包括依次连接的第一跟随器、低通滤波器、第一电压比较器、阈值产生电路和第二电压比较器，所述的第一电压比较器与第二电压比较器连接，
所述的第一跟随器的输入端并联连接有两个相互并联连接的二极管，该二极管产生一箝位电压；
所述的低通滤波器对从所述第一跟随器输出的电压信号进行过滤，消除干扰信号；
所述的第一电压比较器对从所述低通滤波器输出的电压信号进行比较处理，并输出中性点电压到所述的阈值产生电路和第二电压比较器；
所述的阈值产生电路包括一拨码开关，通过该拨码开关设定阈值，并输出到所述的第二电压比较器；
所述的第二电压比较器对从阈值产生电路接收到的阈值和从第一电压比较器接收到的中性点电压进行比较，并输出相应的中断信号。
在上述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置中，所述的阈值产生电路还包括依次连接的电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和滑动变阻器，所述拨码开关的不同的引脚分别连接到所述第一电阻和第二电阻之间、第二电阻和第三电阻之间、第三电阻和滑动变阻器之间。
在上述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置中，所述的电压调理电路包括依次连接的电压放大电路、电压滤波电路、电压跟随器和限压保护电路，所述的电压放大电路的输入端还并联有一跳线，该跳线将从所述电网接收到的电流信号转化成电压信号。
在上述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置中，所述的电流调理电路包括依次连接的电流放大电路、电流滤波电路、电流跟随器和限流保护电路。
在上述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置中，所述的调理装置通过总线与所述的接地故障诊断装置连接。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明中的电压调理电路、电流调理电路等电路都具有双重光电隔离和限压/流保护功能，其中，电流调理电路的零输入阻抗设计，对外部电流回路没有任何影响；中性点电压调理与中断信号电路可直接通过调节滑动变阻器实现中性点电压上升触发中断信号；另外，本发明支持总线化扩展，即可通过总线，将多个调理装置并联入电网与接地故障诊断装置之间，实现了将电网的高电压、大电流转换成低电压、小电流，并且能够隔离电网与接地故障诊断装置，过滤信号干扰，提高了精度。
附图说明
图1是本发明一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置的结构示意图；
图2是本发明的中性点电压调理与中断信号电路的电路图；
图3是本发明的电压调理电路的电路图；
图4是本发明的电流调理电路的电路图；
图5是本发明的I/O调理电路的电路图；
图6是本发明的电源模块中独立向电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路和I/O调理电路供电的电源子模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置作进一步说明。
如图1所示，本发明的调理装置1的一端与外部电网连接，另一端通过总线与接地故障诊断装置10连接，调理装置1包括连接在外部电网和接地故障诊断装置10之间的电压调理电路11、电流调理电路12、中性点电压调理与中断信号电路13、I/O调理电路14和电源模块15，其中，
电压调理电路11用于将从电网接收到的高电压转换成低电压，并过滤干扰信号，它包括依次连接的电压放大电路111、电压滤波电路112、电压跟随器113和限压保护电路114，电压放大电路111的输入端还并联有一跳线JM1，该跳线JM1将从电网接收到的电流信号转化成电压信号；本实施例中，电压放大电路111、电压滤波电路112、电压跟随器113和限压保护电路114均为常规电路。
电流调理电路12用于将从电网接收到的大电流转换成小电流，并过滤干扰信号，它包括依次连接的电流放大电路121、电流滤波电路122、电流跟随器123和限流保护电路124；本实施例中，电流放大电路121、电流滤波电路122、电流跟随器123和限流保护电路124均为常规电路。电流调理电路12为零输入阻抗设计，对外部电流回路没有任何影响。
中性点电压调理与中断信号电路13用于计算和调理电网的中性点电压，并通过与预设阈值进行比较，触发中断信号，它包括依次连接的第一跟随器131、低通滤波器132、第一电压比较器133、阈值产生电路134和第二电压比较器135，第一电压比较器133还与第二电压比较器135连接，其中，
第一跟随器131的输入端并联连接有两个相互并联连接的二极管D1、D2，该二极管D1、D2用于产生一箝位电压；
低通滤波器132用于对从第一跟随器131输出的电压信号进行过滤，消除干扰信号；
第一电压比较器133对从低通滤波器132输出的电压信号进行比较处理，并输出中性点电压到阈值产生电路134和第二电压比较器135；
阈值产生电路134包括一拨码开关S1和依次连接的电解电容E1、第一电阻R61、第二电阻R62、第三电阻R63和滑动变阻器P1，拨码开关S1的不同的引脚分别连接到第一电阻R61和第二电阻R62之间、第二电阻R62和第三电阻R63之间、第三电阻R63和滑动变阻器P1之间，滑动变阻器P1还连接有一12V电源，阈值产生电路134通过拨码开关S1设定阈值，并输出到第二电压比较器135；
第二电压比较器135用于对从阈值产生电路134接收到的阈值和从第一电压比较器133接收到的中性点电压进行比较，并通过调节滑动变阻器P1实现中性点电压上升触发相应的中断信号；
本实施例中，中性点电压调理与中断信号电路13中的第一跟随器131、低通滤波器132、第一电压比较器133和第二电压比较器135均为常规电路。
I/O调理电路14用于调理和传输电网的的I/O信号；本实施例中，I/O调理电路14为常规电路
电源模块15由总线供电，它包括四个独立的电源子模块DCDC1、DCDC2、DCDC3、DCDC4，该每一电源子模块分别独立地向电压调理电路11、电流调理电路12、中性点电压调理与中断信号电路13和I/O调理电路14供电，本实施例中，电源子模块DCDC1、DCDC2、DCDC3、DCDC4分别采用5D12-250芯片、B0505LS1W芯片、B1212LS1W芯片和B0505LS1W芯片。
综上所述，本发明中的所有电路中都具有有双重光电隔离和限压保护功能，而且本发明支持总线化扩展，即可通过总线，将多个调理装置1并联入电网与接地故障诊断装置10之间，从而实现了将电网的高电压、大电流转换成低电压、小电流，并且能够隔离电网与接地故障诊断装置，过滤信号干扰，提高了精度。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，该调理装置的一端与外部电网连接，另一端与接地故障诊断装置连接，其特征在于：所述的调理装置包括连接在所述外部电网和接地故障诊断装置之间的电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路、I/O调理电路和电源模块，
所述的电压调理电路将从所述电网接收到的高电压转换成低电压，并过滤干扰信号；
所述的电流调理电路将从所述电网接收到的大电流转换成小电流，并过滤干扰信号；
所述的中性点电压调理与中断信号电路计算和调理所述电网的中性点电压，并通过与预设阈值进行比较，触发中断信号；
所述的I/O调理电路调理和传输所述电网的的I/O信号；
所述的电源模块包括四个独立的电源子模块，该每一电源子模块分别独立地向所述的电压调理电路、电流调理电路、中性点电压调理与中断信号电路和I/O调理电路供电。
2.根据权利要求1所述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，其特征在于，所述的中性点电压调理与中断信号电路包括依次连接的第一跟随器、低通滤波器、第一电压比较器、阈值产生电路和第二电压比较器，所述的第一电压比较器与第二电压比较器连接，
所述的第一跟随器的输入端并联连接有两个相互并联连接的二极管，该二极管产生一箝位电压；
所述的低通滤波器对从所述第一跟随器输出的电压信号进行过滤，消除干扰信号；
所述的第一电压比较器对从所述低通滤波器输出的电压信号进行比较处理，并输出中性点电压到所述的阈值产生电路和第二电压比较器；
所述的阈值产生电路包括一拨码开关，通过该拨码开关设定阈值，并输出到所述的第二电压比较器；
所述的第二电压比较器对从阈值产生电路接收到的阈值和从第一电压比较器接收到的中性点电压进行比较，并输出相应的中断信号。
3.根据权利要求1或2所述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，其特征在于，所述的阈值产生电路还包括依次连接的电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和滑动变阻器，所述拨码开关的不同的引脚分别连接到所述第一电阻和第二电阻之间、第二电阻和第三电阻之间、第三电阻和滑动变阻器之间。
4.根据权利要求1或2所述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，其特征在于，所述的电压调理电路包括依次连接的电压放大电路、电压滤波电路、电压跟随器和限压保护电路，所述的电压放大电路的输入端还并联有一跳线，该跳线将从所述电网接收到的电流信号转化成电压信号。
5.根据权利要求1或2所述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，其特征在于，所述的电流调理电路包括依次连接的电流放大电路、电流滤波电路、电流跟随器和限流保护电路。
6.根据权利要求1所述的用于中压配电网接地故障诊断的电压、电流调理装置，其特征在于，所述的调理装置通过总线与所述的接地故障诊断装置连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN102818969A (zh) * | 2011-06-07 | 2012-12-12 | 施耐德电器工业公司 | 中压导线的电阻性接地故障和断开的定向检测 |
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2009
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