一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路的制作方法
【專利摘要】一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，包括主處理器CPU、信號放大電路、電流互感器CT1、返回信號調(diào)理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，其特征在于：所述電流互感器CTl為雙信號輸出電流互感器，包括計量線圈和信號線圈；所述信號放大電路與電流互感器CTl的信號線圈連接；所述電流互感器CTl與被檢測的外部電流互感器CTO連接；所述低通濾波電路經(jīng)兩級電容濾波后引入運算放大器U2D，所述運算放大器U2D輸出端串聯(lián)電容C23作為信號輸出電路。本實用新型可以實時監(jiān)測電路中電流互感器的運行狀態(tài)；低通濾波電路電路結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠。
【專利說明】—種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計涉及電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，屬于電力監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]運行中的電流互感器(CT)發(fā)生故障，會產(chǎn)生嚴(yán)重隱患，并且影響電能計量，電流互感器(CT)故障主要表現(xiàn)為開路和短路兩種狀態(tài)。如何實時監(jiān)測電流互感器的情況并及時處理是非常必要的。在電學(xué)理論中，被測電流互感器的狀態(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，可以實時監(jiān)測線路中電流互感器的運行狀態(tài)。而現(xiàn)有的檢測方法中，檢測設(shè)備復(fù)雜，并且現(xiàn)行的低通濾波電路線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述要求，本設(shè)計根據(jù)導(dǎo)納法的原理，將現(xiàn)有的信號放大電路、電流返回信號調(diào)理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路與雙信號輸出電流互感器CTl組合，提供一種電流互感器二次回路故障檢測裝置，及時檢測反應(yīng)電流互感器CTO的運行情況；并且提供一種簡單、可靠的低通濾波電路。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本設(shè)計是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn)的:
[0005]一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，包括主處理器CPU、信號放大電路、電流互感器CT1、返回信號調(diào)理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，所述返回信號放大電路內(nèi)含低通濾波電路，所述信號放大電路內(nèi)含信號變換電路，所述返回信號放大電路內(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為雙信號輸出電流互感器，包括計量線圈和信號線圈，計量線圈作計量用，信號線圈作信號檢測用；所述信號放大電路與電流互感器CTl的信號線圈連接；所述電流互感器CTl與被檢測的外部電流互感器CTO連接；所述低通濾波電路的運算放大器U2D非反相輸入端、反相輸入端分別連接電阻R17、R26，電阻R17、R26并聯(lián)后接地；所述低通濾波電路的運算放大器U2D非反相輸入端、反相輸入端分別連接電阻R17、R26，電阻R17、R26并聯(lián)后接地；所述運算放大器U2D輸出端串聯(lián)電容C23作為信號輸出電路；電容C10、電阻R15串聯(lián)后與運算放大器U2D輸出端、反相輸入端連接；運算放大器U2D輸出端、非反相輸入端連接有電阻R16 ;電容C10、電阻R15之間引出電路與電容Cll串聯(lián)后作為信號引入電路，電容C12、電阻R13并聯(lián)后，一端接入信號引入電路，一端接地；兩個二極管正對正串聯(lián)后，負(fù)極一端接入Cll與并聯(lián)電容C12、電阻R13之間，負(fù)極另一端接地。
[0006]優(yōu)選的:
[0007]所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述主處理器CPU發(fā)出PWM方波信號給信號放大電路。
[0008]所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述PWM方波信號的頻率為20KHz。
[0009]所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述信號放大電路輸送給電流互感器CTl信號線圈的信號為正弦波信號。
[0010]所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述返回信號放大電路的放大倍數(shù)為50倍。
[0011]所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述帶通濾波電路慮除20KHZ以外的雜波信號，將20KHZ的正弦波信號傳輸給AD/DA電路。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本實用新型運用導(dǎo)納檢測法，可以實時監(jiān)測電路中電流互感器的運行狀態(tài)，減少電能損失和安全事故的發(fā)生；低通濾波電路，組成器件簡單，運行可
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為電流互感器二次回路故障檢測裝置組成示意圖，圖2為低通濾波電路線路圖。

【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合說明書附圖，對設(shè)計作進一步的說明。
[0015]本設(shè)計是將現(xiàn)有的信號放大電路、電流返回信號調(diào)理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路與雙信號輸出電流互感器CTl組合，用以檢測反應(yīng)電流互感器CTO的運行情況，并且，對低通濾波電路進行了設(shè)計。
[0016]如圖1、2所示，當(dāng)終端設(shè)備正常運行時，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)計中要求終端選用的電流互感器元件為雙信號輸出電流互感器，一路輸出作計量用(稱之為計量線圈)，?路輸出作信號檢測用(稱之為信號線圈)。電流互感器CTO 二次回路正常、開路、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。檢測導(dǎo)納值可采用在CTl的次級信號線圈上疊加一個外部信號的方法，通過計量線圈反映出CTO的變化，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換成直流電壓后再通過AD采樣值來判斷電流回路的二次側(cè)狀態(tài)。
[0017]信號變換電路，其中PWM波為主處理器CPU輸出的頻率20 kHz的方波信號。電流互感器在線性工作區(qū)域可以被看作一個恒流源，其內(nèi)阻無窮大，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，使得二次勵磁電壓達到電流互感器飽和點，互感器工作將進入非線性區(qū)域，勵磁電流增大，次負(fù)荷端的電流逐漸被勵磁回路分流。
[0018]影響二次回路阻抗(導(dǎo)納)大小的因素主要由負(fù)載阻抗和勵磁特性決定。在正常情況下，負(fù)載阻抗基本保持不變，勵磁阻抗(導(dǎo)納)隨二次勵磁電壓的變化而變化。
[0019]正弦波信號疊加到電流互感器CTl的信號線圈上，隨著電流回路二次側(cè)CTO
[0020]正常、開路、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，正弦波信號也會發(fā)生改變。
[0021]當(dāng)PWM方波信號經(jīng)過變換電路給信號線圈疊加一個正弦波信號(sin)，此信號經(jīng)過初級線圈再反饋到計量線圈上，計量線圈感應(yīng)出的信號幅度非常小，并帶有雜波(其中含有50 Hz工頻信號)，因此需先經(jīng)過放大電路把信號放大50倍
[0022]，然后進行低通濾波電路進行濾波。經(jīng)過放大后的信號經(jīng)過低通濾波后輸出電流波形，其表現(xiàn)在正常、開路和短路狀態(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。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，最后由帶通濾波器隔離出較好的正弦波信號。
[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)過交流信號轉(zhuǎn)直流信號通過CPU的A / D采樣信號即可診斷出電流回路二次側(cè)開短路故障。
[0025]以上顯示和描述了本設(shè)計的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本設(shè)計不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本設(shè)計的原理，在不脫離本設(shè)計精神和范圍的前提下，本設(shè)計還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本設(shè)計范圍內(nèi)。本設(shè)計要求保護范圍由所附的權(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裝置及其低通濾波電路，包括主處理器CPU、信號放大電路、電流互感器CT1、返回信號調(diào)理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，所述返回信號放大電路內(nèi)含低通濾波電路，所述信號放大電路內(nèi)含信號變換電路，所述返回信號放大電路內(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為雙信號輸出電流互感器，包括計量線圈和信號線圈，計量線圈作計量用，信號線圈作信號檢測用；所述信號放大電路與電流互感器CTl的信號線圈連接；所述電流互感器CTl與被檢測的外部電流互感器CTO連接；所述低通濾波電路的運算放大器U2D非反相輸入端、反相輸入端分別連接電阻R17、R26，電阻R17、R26并聯(lián)后接地；所述運算放大器U2D輸出端串聯(lián)電容C23作為信號輸出電路；電容C10、電阻R15串聯(lián)后與運算放大器U2D輸出端、反相輸入端連接；運算放大器U2D輸出端、非反相輸入端連接有電阻R16 ;電容C10、電阻R15之間引出電路與電容Cll串聯(lián)后作為信號引入電路，電容C12、電阻R13并聯(lián)后，一端接入信號引入電路，一端接地；兩個二極管正對正串聯(lián)后，負(fù)極一端接入Cll與并聯(lián)電容C12、電阻R13之間，負(fù)極另一端接地。
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裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述主處理器CPU發(fā)出PWM方波信號給信號放大電路。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電流互感器二次回路故障檢測裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述PWM方波信號的頻率為20KHz。
4.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裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述信號放大電路輸送給電流互感器CTl信號線圈的信號為正弦波信號。
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裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述返回信號放大電路的放大倍數(shù)為50倍。
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裝置及其低通濾波電路，其特征在于:所述帶通濾波電路慮除20KHz以外的雜波信號，將20KHz的正弦波信號傳輸給AD/DA電路。
【文檔編號】G01R31/02GK204028269SQ201420344432
【公開日】2014年12月17日 申請日期: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 申請人:鎮(zhèn)江瑞清電子科技有限公司