電壓測量電路的製作方法

2023-06-13 16:37:36

專利名稱：電壓測量電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力網絡的測量和保護設備中使用的電壓測量電路。
法國實用證書第7827749號描述了一種電壓衰減器，它的後面設有兩個放大電路其中一個放大電路具有相對長的時間常數，約為100毫秒，用來向測量裝置供電，萬一電壓消失，測量裝置不必要求具有短的恢復時間。另一個放大電路具有短得多的時間常數，約為10毫秒，由於用來向保護裝置供電，所以要求具有短的恢復時間。這種設備因此具有兩個測量系統，而本發明的目的就在於提供一種僅包含一個輸出端的電路。這種設備明顯比現有技術設備便宜得多。
本發明提供一種用於測量電力線路電壓的電路，對電力線路的每一相電路包括一個電容分壓器，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;還包括用來放大第二電容器兩端之間電壓的第一和第二放大電路，所說的第一放大電路具有約為100毫秒的時間常數並與一個相位校正電路相連，所說的第二放大電路具有2.5毫秒至15毫秒的時間常數;電壓測量電路的特徵在於第一和第二放大電路分別經過可由一邏輯電路控制的第一和第二開關接到一個共同的輸出端，該電壓測量電路進一步包括產生某一信號的一個電路，該信號反映由第一和第二放大電路提供的相應信號之間代數差的絕對值，包括一個比較器電路，它接受所說的信號並在它的輸出端向所說的邏輯電路提供一個控制信號，以便當所說的絕對值超過給定的閥值時使邏輯電路起動，只要所說的絕對值小於所說的閥值，所說的邏輯電路其連接使得第一開關閉合而第二開關斷開，而當所說的絕對值超過閥值時，則斷開第一開關而閉合第二開關。
有利的是，邏輯電路具有時間延遲。
邏輯電路的時間延遲約為50毫秒。
參考作為本發明電路其中一相電路圖的唯一附

圖1，通過對本發明最佳實施例的描述將會更好地理解本發明。
圖中，標號1代表高壓電力線路的某中一相，該相具有一個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相串聯的第一電容器C1。
該電路包括一個運算放大器A1，它的輸入電路上設有一個電阻R。選擇R的阻值使電路的時間常數RC相對長一些，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和第一開關I1，第二條線路包括放大器A2、放大器A′2和第二開關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向測量裝置和線路保護裝置供電。
放大器A′1通過電阻R′1與放大器A1的輸出端相連，它具有一個含有電容器C′1和與之並聯的電阻R1″的反饋線路。放大器A′1和與其連接的元件構成一個適當的相位校正器，例如為了達到0.5級精度(頻率在48HZ到51HZ之間時相位移不大於20分角)。選擇R′1、R1″和C1的數值向放大器A′1提供約0.1秒的時間常數，這樣，第一線路的長的時間常數由放大器A1的長的時間常數來確定。這個長的時間常數和與其相關的相位校正用於獲得一個測量信號，該信號完全適合於向電力線路電壓測量裝置供電。開關I1是一個可控半導體開關或繼電器。
放大器A2由一個輸入電路供電，該輸入電路包括電容器C2和電阻R2，選擇C2和R2的數值使第二線路具有比第一線路短得多的時間常數，例如在2.5毫秒到15毫秒的範圍內。舉例來說，當電力線路的頻率變化範圍為48HZ到50HZ之間時，時間常數可選為10毫秒。這樣短的時間常數是由於控制線路保護裝置所需要。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是一個功率放大器。與開關I1相同，開關I2也是一個可控的半導體開關或繼電器。
放大器A′1和A′2各自的輸出分別經過電阻R34和電阻R31送至運算放大器A3的兩個輸入端。放大器A3藉助於兩個電阻R32和R33接成一個減法器，它給出放大器A′1和A′2輸出信號之間的代數差D＝V1-V2。
信號D加到一個全波整流器RED上，該整流器包括在電路中和電阻R41到R44和二極體d相連的運算放大器A4。和在電路中與電阻R51相連的運算放大器A5。這樣，整流器電路RED就提供了代數差V1-V2的絕對值｜V1-V2｜。整流器電路RED的輸出端與比較器A6的一個輸入端相連，比較器A6的另一個輸入端經電阻R60接收一個閥值信號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分別控制開關I1和I2的互補輸出端Q1和Q2。邏輯電路構成使得假如比較器A6產生一個零信號(｜V1-V2｜＜S)，那時它的輸出端Q1動作，開關I1閉合。否則，假如比較器檢測到V1與V2之間的差值比閥值S大，輸出端Q2動作，開關I1斷開而開關I2閉合。邏輯電路CL具有例如50ms的時間延遲，其作用將在文說明。
電路工作如下在正常的穩定狀態條件下，信號V1和V2相等，所以比較器A6提供的是零輸出信號。通過線路結構使電路CL的輸出端Q1處於動作狀態，使得線路A1，A′1投入運行，以便測量具有需要的精度。
在重新接入帶載電力線路的過程中，輸出電壓V1和V2將包含有所謂的直流分量，該直流分量按指數衰減，對於V1在100毫秒內，對V2在10ms內。信號V1和V2因此將是不同的，只要它們之間的差值達到閥值，邏輯電路CL開關狀態翻轉，從而斷開開關I1而閉合開關I2。第二放大線路由於其短的時間常數而投入運行狀態，它很快地消除了不希望存在的指數分量，否則該分量存在會使前置放大器後面的功率放大器的變壓器產生飽和。
當差值V1-V2接近閥值S時，在再次轉換回來之前的時間延遲防止發生反覆的開關翻轉。
該閥值必須大於標定誤差，該誤差可能發生在(50HZ下)的兩個信號V1和V2加上處在頻帶(48HZ，51HZ)的兩個極限之間的頻率飄移誤差的情況下。
本發明的電路具有比已有技術電路較為簡單的優點。在正常條件下，測量的相位誤差小。
當重新接入帶載線路時，直流分量很快地被消除。
有可能通過對閥值S和時間延遲進行調整來實現最佳運行。第一條放大線路(具有大約100毫秒的時間常數)對於傳輸由於除重新接入帶載線路以外的原因而引起的瞬態變化是理想的。如果將閥值S的值選得足夠高，這些瞬態變化能在沒有開關翻轉邏輯電路CL的情況下測得。
當線路的頻率變化範圍很小時(例如49.5HZ到50.5HZ時)，通過使R2C2時間常數等於3.18毫秒(代替10毫秒)在由於重新接入帶載線路的瞬態狀態下能獲得最好的響應。這時R′2C′2時間常數也等於3.18毫秒(3.18毫秒＝1/2πfo，fo＝50HZ)。
在60HZ時，3.18毫秒由2.65毫秒代替。
本發明用於控制和保護電力網絡。
權利要求
1.一種用於測量電力線路電壓的電路，對線路的每一相而言該電路包括一個電容分壓器，該分壓器包括與線路相連並與接地的第二電容器相串聯的第一電容器；和用來放大第二電容器兩端之間電壓的第一和第二放大線路，所說的第一放大電路具有大約100毫秒的時間常數並和相位校正電路相連，所說的第二放大線路具有2.5毫秒至15毫秒的時間常數；該電壓測量電路的特徵在於，所說的第一和第二放大線路(A1，A1′；A2，A2′)分別經過由邏輯電路(CL)控制的第一和第二開關(I1，I2)連接到共同的輸出端(S)，該電壓測量電路進一步包括一個用於產生某一信號的電路(A3，RED)所說信號反映第一和第二放大線路分別提供的信號間的代數表(D)的絕對值，還有一個比較器電路(A6)，它接受所說信號並在它的輸出端向所說的邏輯電路(CL)提供控制信號，使得邏輯電路在所說的絕對值超過給定的閥值(S)時動作，所說的邏輯電路只要在所說的絕對值小於所說的閥值時其連接使得保持第一開關(I1)閉合而第二開關(I2)斷開，而當所說的絕對值超過閥值時，使第一開關(I1)斷開而使第二開關(I2)閉合。
2.按照權利要求1的電路其特徵在於，當電力線路的頻率變化範圍在49.5HZ至50.5HZ時，第二放大線路的時間常數大約是3.18毫秒。
3.按照權利要求1的電路，其特徵在於，當電力線路的頻率變化範圍在59.5HZ至60.5HZ時，第二放大線路的時間常數大約是2.65毫秒。
4.按照權利要求1到3中任何一項權利要求的電路，其特徵在於，邏輯電路(CL)包含時間延遲。
5.按照權利要求4的電路，其特徵在於，邏輯電路(CL)的時間延遲約50毫秒。
全文摘要
一種用於測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，還有用於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H02H1/00GK1053684SQ9011032
公開日1991年8月7日 申請日期1990年12月6日 優先權日1989年12月7日
發明者吉恩-帕沃蒙克格 申請人:Gec阿爾斯託姆公司