一種零序電流采集預(yù)處理電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種零序電流采集預(yù)處理電路，包括零序電流互感器，第一級有源濾波電路，信號放大電路，以及第二級有源濾波電路。本實用新型的兩級有源濾波電路均分別采用兩片UAF42芯片級聯(lián)組成，每片UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻和電位器。通過微調(diào)電位器，可使級聯(lián)的兩片UAF42芯片的電路參數(shù)一致，保證濾波效果。信號放大電路的第2端口和第6端口之間串聯(lián)一個可變電阻，通過改變該可變電阻值，調(diào)節(jié)放大器增益，盡可能放大信號，又不使信號飽和輸出。通過前后兩級有源濾波電路，可保留零序電流50Hz的基波分量，濾除高次諧波和其他頻率噪聲信號，最終，為后續(xù)的A/D采樣提供準(zhǔn)確可靠的零序電流信號。
【專利說明】一種零序電流采集預(yù)處理電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中性點非有效接地系統(tǒng)零序電流采集預(yù)處理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國65kV以下中壓配電網(wǎng)一般采用中性點不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地方式，兩種方式地接地電流小，被稱為小電流接地系統(tǒng)。我國長期的運行經(jīng)驗證實了中性點不接地系統(tǒng)的優(yōu)點。但是，它們單相接地故障率高，占配電網(wǎng)故障的70%以上。
[0003]小電流接地系統(tǒng)的故障選線與定位一直是電力系統(tǒng)中不易解決的問題，一個主要原因是二次側(cè)零序電流采集的準(zhǔn)確度不高，降低了基于零序電流電氣特征的故障選線與定位方法的準(zhǔn)確性。
[0004]現(xiàn)有的小電流接地系統(tǒng)的故障選線與定位研究主要集中于軟件算法的研究和改進(jìn)，忽略了對零序電流采樣的預(yù)處理，并且加重了處理器的工作負(fù)擔(dān)。而且軟件算法實現(xiàn)的前提是零序電流的正確檢測和準(zhǔn)確采樣。零序電流互感器二次側(cè)輸出電流為毫安級，包括了各諧波分量在內(nèi)的各種噪聲信號。提高零序電流采集的準(zhǔn)確度，對提高基于零序電流電氣特征的故障選線與定位方法的準(zhǔn)確性有非常重要的作用。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是通過增加零序電流采樣的預(yù)處理電路，提高對零序電流采樣的準(zhǔn)確性，從而提高基于零序電流電氣特征的故障選線與定位方法的準(zhǔn)確性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種零序電流采集預(yù)處理電路，包括零序電流互感器，與零序電流互感器連接的第一級有源濾波電路，與第一級有源濾波電路連接的信號放大電路，以及與信號放大電路連接的第二級有源濾波電路；所述第一級有源濾波電路對零序電流互感器輸出的小信號進(jìn)行帶通濾波，濾波后的小信號進(jìn)入信號放大電路，信號放大后進(jìn)入第二級有源濾波電路，濾除放大的噪聲信號。
[0008]上述第一級有源濾波電路與第二級有源濾波電路均采用兩片UAF42芯片級聯(lián)組成，所述每片UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻和電位器，通過微調(diào)電位器，可使級聯(lián)的兩片UAF42芯片的電路參數(shù)一致，保證濾波效果。
[0009]上述信號放大電路米用AD8628放大器,所述AD8628放大器的第2端口和第5端口之間串聯(lián)一個可變電阻，通過改變該可變電阻值，調(diào)節(jié)放大器增益，盡可能放大信號，又不使信號飽和輸出。
[0010]上述兩級有源濾波電路和信號放大電路的供電電源均為±5V的直流電。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:兩級有源濾波電路均分別采用兩片UAF42芯片級聯(lián)組成，每片UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻和電位器。通過微調(diào)電位器，可使級聯(lián)的兩片UAF42芯片的電路參數(shù)一致，保證濾波效果。信號放大電路的第2端口和第6端口之間串聯(lián)一個可變電阻，通過改變該可變電阻值，調(diào)節(jié)放大器增益，盡可能放大信號，又不使信號飽和輸出。通過前后兩級有源濾波電路，可保留零序電流50Hz的基波分量，濾除高次諧波和其他頻率噪聲信號。最終，為后續(xù)的A/D采樣提供準(zhǔn)確可靠的零序電流信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本實用新型；
[0013]圖1是本實用新型的模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2是圖1所示框圖中有源濾波器的電路圖；
[0015]圖3是圖1所示框圖中放大器的電路圖；
[0016]圖4是本實用新型實施例的零序電流采集預(yù)處理電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0018]如圖1所示，一種零序電流采集預(yù)處理電路，包括零序電流互感器，與零序電流互感器連接的第一級有源濾波電路，與第一級有源濾波電路連接的信號放大電路，以及與信號放大電路連接的第二級有源濾波電路；第一級有源濾波電路對零序電流互感器輸出的小信號進(jìn)行帶通濾波，濾波后的小信號進(jìn)入信號放大電路，信號放大后進(jìn)入第二級有源濾波電路，濾除放大的噪聲信號。
[0019]如圖2所示，第一級有源濾波電路與第二級有源濾波電路均采用兩片UAF42芯片級聯(lián)組成，每片UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻和電位器，通過微調(diào)電位器，可使級聯(lián)的兩片UAF42芯片的電路參數(shù)一致，保證濾波效果。
[0020]如圖3所示，信號放大電路采用AD8628放大器，AD8628放大器的第2端口和第5端口之間串聯(lián)一個可變電阻，通過改變該可變電阻值，調(diào)節(jié)放大器增益，盡可能放大信號，又不使信號飽和輸出。
[0021]實施例:
[0022]如圖4所示為零序電流采集預(yù)處理電路的電路圖。
[0023]第一有源濾波電路由兩片級聯(lián)的UAF42芯片組成，零序電流互感器的信號輸出端通過導(dǎo)線與第一有源濾波電路的第一個UAF42芯片的第3端口連接，第3端口連接一個固定阻值電阻Rl，連接地線。第一有源濾波電路的第一個UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻R3和電位器W1，第12端口和第13端口連接一個固定阻值電阻R2，第9端口連接±5V的直流電的負(fù)極，第10端口連接±5V的直流電的正極，第7端口與第14端口連接一個固定阻值電阻R4并輸出信號至第一有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第3端口，第一有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第3端口連接一個固定阻值電阻R5，連接地線。第一有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻R7和電位器W2，第12端口和第13端口連接一個固定阻值電阻R6，第9端口連接±5V的直流電的負(fù)極，第10端口連接±5V的直流電的正極，第7端口與第14端口連接一個固定阻值電阻R8并輸出信號，AD8628放大器的第2端口接收上述輸出信號，并且之間連接了一個固定阻值電阻R9，第3端口連接地線，第4端口連接±5V的直流電的負(fù)極，第7端口連接土5V的直流電的正極，AD8628放大器的第2端口和第5端口之間串聯(lián)一個可變電阻VRl并輸出信號至第二有源濾波電路，第二有源濾波電路由兩片級聯(lián)的UAF42芯片組成，第二有源濾波電路的第一個UAF42芯片的第3端口接收上述輸出信號，第3端口連接一個固定阻值電阻R9，連接地線。第二有源濾波電路的第一個UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻Rll和電位器W3，第12端口和第13端口連接一個固定阻值電阻R10，第9端口連接±5V的直流電的負(fù)極，第10端口連接±5V的直流電的正極，第7端口與第14端口連接一個固定阻值電阻R12并輸出信號至第二有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第3端口，第二有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第3端口連接一個固定阻值電阻R13，連接地線。第二有源濾波電路的第二個UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻R15和電位器W4，第12端口和第13端口連接一個固定阻值電阻R14，第9端口連接±5V的直流電的負(fù)極，第10端口連接±5V的直流電的正極，第7端口與第14端口連接一個固定阻值電阻R16并輸出信號。
[0024]該濾波電路用于保留50Hz的零序電流基波分量，濾除其高次諧波分量和其他頻率分量的噪聲信號。通過微調(diào)兩個電位器Wl和W2，使兩片級聯(lián)的UAF42芯片的電路參數(shù)保持一致，保證其可靠準(zhǔn)確地工作。
[0025]第一級有源濾波電路輸出信號為濾除帶外噪聲的50Hz的零序電流基波分量，通過導(dǎo)線輸入到信號放大電路。該信號放大電路的放大增益可調(diào)。通過改變可變電阻VRl的阻值，調(diào)節(jié)放大增益，使該基波分量在不飽和輸出的前提下，盡可能地被放大。
[0026]由于信號放大的同時，噪聲也同樣被放大。信號經(jīng)放大后，通過導(dǎo)線輸入到第二級有源濾波電路中，濾除有關(guān)噪聲。該電路同樣通過微調(diào)兩個電位器使電路參數(shù)保持一致。該電路輸出端可通過導(dǎo)線連接后續(xù)A/D采樣電路。
[0027]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型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實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種零序電流采集預(yù)處理電路，其特征在于，包括零序電流互感器，與零序電流互感器連接的第一級有源濾波電路，與第一級有源濾波電路連接的信號放大電路，以及與信號放大電路連接的第二級有源濾波電路；所述第一級有源濾波電路對零序電流互感器輸出的小信號進(jìn)行帶通濾波，濾波后的小信號進(jìn)入信號放大電路，信號放大后進(jìn)入第二級有源濾波電路，濾除放大的噪聲信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零序電流采集預(yù)處理電路，其特征在于，所述第一級有源濾波電路與第二級有源濾波電路均采用兩片UAF42芯片級聯(lián)組成，所述每片UAF42芯片的第8端口和第13端口之間串聯(lián)一個固定阻值電阻和電位器，通過微調(diào)電位器，可使級聯(lián)的兩片UAF42芯片的電路參數(shù)一致，保證濾波效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零序電流采集預(yù)處理電路，其特征在于，所述信號放大電路采用AD8628放大器，所述AD8628放大器的第2端口和第5端口之間串聯(lián)一個可變電阻，通過改變該可變電阻值，調(diào)節(jié)放大器增益，盡可能放大信號，又不使信號飽和輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種零序電流采集預(yù)處理電路，其特征在于，所述兩級有源濾波電路和信號放大電路的供電電源均為±5V的直流電。
【文檔編號】G01R19/25GK203535110SQ201320695995
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】胡鋼, 肖智國, 江冰, 臧川, 劉玉宏 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)