一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路的製作方法
2023-10-29 21:38:47 2
一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路的製作方法
【專利摘要】一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，包括主處理器CPU、信號放大電路、電流互感器CT1、返回信號調理電路、返回信號放大電路、帶通濾波電路、AD/DA電路，其特徵在於：所述電流互感器CT1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CT1的信號線圈連接；所述電流互感器CT1與被檢測的外部電流互感器CT0連接；所述帶通濾波電路由濾波器MAX275為核心組成，信號輸入端經電阻R28連接到濾波器管腳INA，信號經INB管腳與電阻R35連接後輸出。本實用新型可以實時監測電路中電流互感器的運行狀態；帶通濾波電路電路結構簡單，運行可靠。
【專利說明】—種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路
【技術領域】
[0001]本設計涉及電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，屬於電力檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]運行中的電流互感器(CT)發生故障，會產生嚴重隱患，並且影響電能計量，電流互感器(CT)故障主要表現為開路和短路兩種狀態。如何實時監測電流互感器的情況並及時處理是非常必要的。在電學理論中，被測電流互感器的狀態變化最終可以反映到電流互感器的導納值(阻抗值)的變化，這種方法叫導納法。根據這一理論，可以實時監測線路中電流互感器的運行狀態。而現有的檢測方法中，檢測設備複雜，並且現行的帶通濾波電路線路結構複雜，運行不穩定。
【發明內容】
[0003]針對上述要求，本設計根據導納法的原理，將現有的信號放大電路、電流返回信號調理電路、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迴路故障檢測裝置，及時檢測反應電流互感器CTO的運行情況；並且提供一種簡單、可靠的帶通濾波電路。
[0004]為實現上述目的，本設計是通過以下技術手段來實現的:
[0005]一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，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含低通濾波電路，所述信號放大電路內含信號變換電路，所述返回信號放大電路內含低通濾波電路，所述AD/DA電路內含交直流轉換電路，其特徵在於: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；所述帶通濾波電路由濾波器U4為核心組成，型號為MAX275，信號輸入端經電阻R28連接到濾波器U4管腳INA，信號經INB管腳與電阻R35連接後輸出，電阻R29、R34串聯後與管腳INA、INB連接；管腳BPQA與LPLA之間連接有電阻R30，R30、管腳BPQA之間電路和電阻R29、電阻R34之間電路連接；管腳BPIA與管腳LPOA連接有電阻R32 ;管腳BPQB與LPDB之間連接有電阻R36，R36、管腳BPQB之間電路與信號輸出端連接，管腳BPIB與LPOB之間連接有電阻R37 ;有極電容C28、電容C15並聯後，負極連接濾波器U5的-5V管腳，正極連接管腳FCA、FCB之間電路；有極電容C20、電容C19並聯後，正極連接U5的+ 5V管腳，負極連接管腳FCA、FCB之間電路，管腳GND引出五路電路並聯後與管腳FCA、FCB之間電路連接，管腳FCA、FCB之間電路接地。
[0006]優選的:
[0007]所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述主處理器CPU發出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迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於: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迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於: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迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述返回信號放大電路的放大倍數為50倍。
[0011]所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述帶通濾波電路濾除20kHz以外的雜波信號，將20kHz的正弦波信號傳輸給AD/DA電路。
[0012]本發明的有益效果是:本實用新型運用導納檢測法，可以實時監測電路中電流互感器的運行狀態，減少電能損失和安全事故的發生；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為電流互感器二次迴路故障檢測裝置組成示意圖，圖2為帶通濾波電路線路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合說明書附圖，對設計作進一步的說明。
[0015]本設計是將現有的信號放大電路、電流返回信號調理電路、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，用以檢測反應電流互感器CTO的運行情況，並且，對低通濾波電路進行了設計。
[0016]如圖1、2所示，當終端設備正常運行時，其電流迴路由終端產品外部的電流互感器CTO與終端內部電流互感器CTl組成，設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 二次迴路正常、開路、短路三種狀態變化最終可以反映到電流互感器示電路(CTl)的導納值(阻抗值)的變化。檢測導納值可採用在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，經過電路轉換成直流電壓後再通過AD採樣值來判斷電流迴路的二次側狀態。
[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域可以被看作一個恆流源，其內阻無窮大，二次間的輸出不受二次負載阻抗變化的影響。當二次阻抗繼續增大，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域，勵磁電流增大，次負荷端的電流逐漸被勵磁迴路分流。
[0018]影響二次迴路阻抗(導納)大小的因素主要由負載阻抗和勵磁特性決定。在正常情況下，負載阻抗基本保持不變，勵磁阻抗(導納)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，隨著電流迴路二次側CTO
[0020]正常、開路、短路等狀態的改變，反饋到CTl上的導納值也發生了變化，即阻抗值改變，正弦波信號也會發生改變。
[0021]當PWM方波信號經過變換電路給信號線圈疊加一個正弦波信號(sin)，此信號經過初級線圈再反饋到計量線圈上，計量線圈感應出的信號幅度非常小，並帶有雜波(其中含有50 Hz工頻信號)，因此需先經過放大電路把信號放大50倍
[0022]，然後進行低通濾波電路進行濾波。經過放大後的信號經過低通濾波後輸出電流波形，其表現在正常、開路和短路狀態波形頻率均為20 kHz。
[0023]帶通濾波電路，接收返回信號放大電路的信號Iwt後，濾除20 kHz左右以外的雜波信號。由CPU產生的20 kHz方波經電流互感器CTl反饋放大濾波後得到相應的信號，最後由帶通濾波器隔尚出較好的正弦波信號1(1輸出。
[0024]經帶通濾波器後的波形是標準的正弦波，在電流迴路各種狀態下正弦波的幅值將不同，再經過交流信號轉直流信號通過CPU的A / D採樣信號即可診斷出電流迴路二次側開短路故障。
[0025]以上顯示和描述了本設計的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本設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計的原理，在不脫離本設計精神和範圍的前提下，本設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計範圍內。本設計要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，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含低通濾波電路，所述信號放大電路內含信號變換電路，所述返回信號放大電路內含低通濾波電路，所述AD/DA電路內含交直流轉換電路，其特徵在於: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；所述帶通濾波電路由濾波器U4為核心組成，型號為MAX275，信號輸入端經電阻R28連接到濾波器U4管腳INA，信號經INB管腳與電阻R35連接後輸出，電阻R29、電阻R34串聯後與管腳INA、INB連接；管腳BPQA與LPLA之間連接有電阻R30，電阻R30、管腳BPQA之間電路和電阻R29、電阻R34之間電路連接；管腳BPIA與管腳LPOA連接有電阻R32 ;管腳BPQB與LPDB之間連接有電阻R36，電阻R36、管腳BPQB之間電路與信號輸出端連接，管腳BPIB與LPOB之間連接有電阻R37 ;有極電容C28、電容C15並聯後，負極連接濾波器U5的-5V管腳，正極連接管腳FCA、FCB之間電路；有極電容C20、電容C19並聯後，正極連接濾波器U5的+ 5V管腳，負極連接管腳FCA、FCB之間電路，管腳GND引出五路電路並聯後與管腳FCA、FCB之間電路連接，管腳FCA、FCB之間電路接地。
2.如權利要求1所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述主處理器CPU發出PWM方波信號給信號放大電路。
3.如權利要求2所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述PWM方波信號的頻率為20kHz。
4.如權利要求1所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於: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.如權利要求1所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述返回信號放大電路的放大倍數為50倍。
6.如權利要求1所述的一種電流互感器二次迴路故障檢測裝置及其帶通濾波電路，其特徵在於:所述帶通濾波電路濾除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】G01R31/08GK204154850SQ201420344405
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】童清化 申請人:鎮江瑞清電子科技有限公司