專利名稱:直流絕緣監(jiān)察選線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種對直流電路系統(tǒng)進行故障監(jiān)測的裝置,屬檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠和變電所中為了給控制、信號、保護、自動裝置、事故照明、直流油泵和交流不停電電源裝置等供電,要求設(shè)有可靠的直流電源。這些裝置要求直流電源具有高可靠性和高穩(wěn)定性,而直流系統(tǒng)的絕緣水平直接影響直流回路的可靠性,如果直流系統(tǒng)中發(fā)生兩點接地則可能引起嚴(yán)重的后果。為了監(jiān)視直流系統(tǒng)(包括直流電壓及絕緣狀況),要求直流系統(tǒng)必須配備直流電壓絕緣監(jiān)察裝置。
目前,直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測是通過向直流系統(tǒng)注入低頻交流信號來實現(xiàn)的。由于在直流系統(tǒng)所帶負(fù)荷中保護設(shè)備越來越多,比如線路微機保護、變壓器保護、電動機保護、開關(guān)保護裝置,等等。這些微機保護裝置為避免干擾,一般都要在電源輸入端加設(shè)濾波電容。而上述采用注入交流信號的絕緣監(jiān)察設(shè)備,其檢測所需要的交流信號會被這些電容吸收,造成絕緣監(jiān)測不準(zhǔn);為此,有人采用加強交流信號的方法,但這樣作會造成保護誤動作,造成更大故障。還有人采用霍爾傳感器來監(jiān)測直流不平衡電流,借以達到直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測的目的。這類裝置克服了上述弊端,能夠進行直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測,但若直流系統(tǒng)發(fā)生正負(fù)絕緣同時降低時,則會出現(xiàn)漏報事故,仍舊會引發(fā)直流系統(tǒng)故障。綜上所述,迅速變化的現(xiàn)狀使現(xiàn)有絕緣監(jiān)察設(shè)備越來越不能適應(yīng)當(dāng)前的實際情況,急需研制新的替代設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測靈敏度高、不受外界影響、能準(zhǔn)確檢測出被測系統(tǒng)任一支路發(fā)生接地故障的直流絕緣監(jiān)察選線裝置。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種直流絕緣監(jiān)察選線裝置,它包括霍爾傳感器3、濾波電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU、顯示通訊電路,其中,霍爾傳感器3安裝在被監(jiān)測直流支路的負(fù)載導(dǎo)線上,霍爾傳感器的信號輸出端與濾波電路連接,濾波電路與信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU、顯示通訊電路順序電連接,所述濾波電路由運放器U1、U2、U3、電容C1、C2、C3、電阻R1~R7、電位器RW1~RW3組成,霍爾傳感器3的信號輸出端分成兩路信號,一路經(jīng)電阻R1接運放器U1的反相輸入端,另一路經(jīng)電容C1連接U2的同相輸入端,運放器U1、U2的輸出端分別經(jīng)電阻R3、R5連接運放器U3的反相輸入端,運放器U3的輸出端是濾波電路的輸出端,電阻R2為運放器U1的反饋電阻,接于運放器的輸出端和反相輸入端之間,電阻R1、R2的阻值相等。
上述直流絕緣監(jiān)察選線裝置,在運放器U1、U3的輸出端分別設(shè)有濾波電容C2、C3。
本實用新型在采用濾波電路后可以濾去1HZ以上的各種干擾信號,抗干擾能力得到增強。同時,測量精度大幅度提高,從增設(shè)濾除電路前的±15%提高到±0.5%。采用這種濾波電路還使一些虛接、脈沖干擾等暫態(tài)信號得到有效抑制。本實用新型工作可靠,是一種理想的新型直流絕緣監(jiān)察選線裝置。
圖1是本實用新型的電原理框圖;圖2是電原理圖。
圖中標(biāo)記如下母線1、負(fù)載2、霍爾傳感器3、濾波電路4、信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換器6、CPU7、顯示通訊電路8具體實施方式
在發(fā)電廠或變電站的直流系統(tǒng)中,在監(jiān)測導(dǎo)線故障時,各種干擾信號會從接地點和測量點之間混入測量電路,其中主要是50HZ的干擾信號。對于測量電路而言,要在直流信號不失真的情況下將各種干擾信號濾除。目前直流絕緣監(jiān)察選線類的產(chǎn)品所使用的各種形式的濾波器、陷波器都有其局限性,有的會造成直流信號衰減,有的濾波頻帶較窄,有的電路很復(fù)雜。
本實用新型的設(shè)計思想是將混入測量電路的各種交流干擾信號經(jīng)過反相器進行反相,再與未經(jīng)過反相的交流干擾信號同步疊加,而將交流干擾信號濾除。這種方法簡單易行,對于各種頻率的交流干擾信號都可以有效濾除,而對于直流監(jiān)測信號則沒有任何影響。
從圖1可以看出,本實用新型由霍爾傳感器3、濾波電路4、信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換器6、CPU7、顯示通訊電路8組成。被監(jiān)測直流母線1上接有多個并聯(lián)的負(fù)載2,霍爾傳感器3安裝在被監(jiān)測直流線路的負(fù)載導(dǎo)線上,它可以將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號送至本裝置中。本實用新型中的信號調(diào)理電路用于將輸入的模擬信號進行幅值或電位參數(shù)的變換,以使下一級電路能夠接收;A/D轉(zhuǎn)換電路用于將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;CPU用于對輸入的數(shù)據(jù)進行運算或處理,并輸出相關(guān)信號用于顯示、打印、通訊等;顯示通訊電路用于將CPU送來的數(shù)據(jù)信號進行顯示、或通過數(shù)據(jù)通訊口傳遞給遠(yuǎn)方的接受設(shè)備。
圖2顯示的濾波電路4由運放器U1、U2、U3、電容C1、C2、C3、電阻R1~R7、電位器RW1~RW3組成。霍爾傳感器的信號輸出端分別與運放器U1、U2的輸入端相連接,所不同的是U1為反相輸入端,U2為同相輸入端,并且這兩個運放器工作在不同的狀態(tài)。這樣在運放器U1、U2的輸出端就會產(chǎn)生相位相反的交流輸出信號,運放器U1、U2的輸出端都接運放器U3的反相輸入端,運放器U3的輸出端是濾波電路的輸出端。在上述電路中,運放器U1為反相器,運放器U2為交流信號電壓跟隨器,運放器U3為電壓反相加法器,本實施例中,運放器U1、U2、U3的型號為OP-27。
在圖2中,電容C1是隔直電容,它接在霍爾傳感器的信號輸出端和運放器U2的同相輸入端之間,電阻R4一端接在運放器U2的同相輸入端上,另一端接地。對于低頻干擾信號,電容C1的容抗遠(yuǎn)小于電阻R4,可以近似為交流干擾信號直接加在R4上,本實施例的R4=10M。圖2中的電阻R1、R2、R3、R5、R6均為等值電阻,它們與電位器RW1~RW3分別接在運放器U1、U2、U3的外圍電路上,電容C2、C3等值,接在運放器U1、U3的輸出端和地之間。
本實用新型中信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換器6、CPU7、顯示通訊電路8的構(gòu)成與已有同類產(chǎn)品相同,此處不再贅述。
權(quán)利要求1.一種直流絕緣監(jiān)察選線裝置,其特征在于它包括霍爾傳感器[3]、濾波電路[4]、信號調(diào)理電路[5]、A/D轉(zhuǎn)換器[6]、CPU、顯示通訊電路[8],其中,霍爾傳感器[3]安裝在被監(jiān)測直流支路的負(fù)載導(dǎo)線上,霍爾傳感器的信號輸出端與濾波電路連接,濾波電路與信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU、顯示通訊電路順序電連接,所述濾波電路由運放器U1、U2、U3組成,霍爾傳感器[3]的信號輸出端分成兩路信號,一路經(jīng)電阻R1接運放器U1的反相輸入端,另一路經(jīng)電容C1連接U2的同相輸入端,運放器U1、U2的輸出端分別經(jīng)電阻R3、R5連接運放器U3的反相輸入端,運放器U3的輸出端是濾波電路的輸出端,電阻R2為運放器U1的反饋電阻,接于運放器的輸出端和反相輸入端之間,電阻R1、R2的阻值相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流絕緣監(jiān)察選線裝置,其特征在于在運放器U1、U3的輸出端分別設(shè)有濾波電容C2、C3。
專利摘要直流絕緣監(jiān)察選線裝置,屬檢測技術(shù)領(lǐng)域,用于解決該裝置的抗干擾問題。它包括霍爾傳感器、濾波電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和顯示通訊電路,其中,霍爾傳感器安裝在直流支路上,其信號輸出接濾波電路,所述濾波電路由運放器U1、U2、U3組成,霍爾傳感器的信號分成兩路,一路經(jīng)電阻R1接運放器U1的反相輸入端,另一路經(jīng)電容C1接U2同相輸入端,U1、U2的輸出端分別經(jīng)電阻R3、R5接至運放器U3的反相輸入端,運放器U3輸出檢測信號,電阻R2為運放器U1的反饋電阻,其阻值與R1相等。本實用新型可濾去1Hz以上各種干擾,測量精度大幅提高,從±15%提高到±0.5%,它還使一些暫態(tài)信號得到有效抑制。
文檔編號G01R31/00GK2821591SQ20052002708
公開日2006年9月27日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者馮西正, 周立安, 楊占群 申請人:保定中恒電氣有限公司