[實用新型]一種用于測量避雷器泄漏電流三次諧波的帶通濾波電路

有效

• 申請號: 201721027485.9
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN207067305U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 陳炯;高源
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R19/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 郭受剛

技術領域

本實用新型涉及避雷器泄漏電流測量領域，具體地，涉及一種用于測量避雷器泄漏電流三次諧波的帶通濾波電路。

背景技術

零序電流法是避雷器在線監測的主要方法之一。該方法以金屬氧化物避雷器的阻性電流中基波分量和三次諧波分量在大小上存在比例關系為依據，通過測量三相總三次諧波分量的大小可以換算成阻性電流的大小。當系統正常運行時，不計系統電壓諧波分量，通過互感器引出的三相電流中的基波分量可以互相抵消，而三次諧波零序電流由于方向相同，互感器引出的三相電流中零序電流疊加。如果三相金屬氧化物避雷器中有出現問題，則三相電流的不平衡將導致I0偏大CT測得的值就會偏高，從而能夠發現故障。

傳統三次諧波法只需要測量金屬氧化物避雷器的全泄漏電流，不需要參考電壓，操作方便，在避雷器在線監測領域得到了廣泛的應用。目前該方法面臨的主要問題是測量精度問題，由于避雷器泄漏電流中的各次諧波分量對三次諧波的測量引入了干擾，因此，對三次諧波的準確測量成為制約該方法可靠性的主要因素。

綜上所述，本申請實用新型人在實現本申請實用新型技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

在現有技術中，現有的三次諧波法存在測量精度較低的技術問題。

實用新型內容

本實用新型提供了一種用于測量避雷器泄漏電流三次諧波的帶通濾波電路，解決了現有的三次諧波法存在測量精度較低的技術問題，利用本申請中的帶通濾波電路，通過對被測信號進行處理，抑制非選通頻段的諧波信號，同時以此過濾電路中的信號噪聲和系統的電磁干擾，可靠地測量得到泄漏電流中的三次諧波分量。

為解決上述技術問題，本申請提供了一種用于測量避雷器泄漏電流三次諧波的帶通濾波電路，所述帶通濾波電路包括：

電阻R1、電阻R2、電阻R3、運算放大器、電容C1、電容C2，其中，電阻R1第一端與電路輸入端連接，電阻R1第二端與電容C1的正極、電容C2的正極、電阻R3的第一端均連接，電阻R3的第二端接地，電容C2的負極與電路輸出端連接，電阻R2的第一端與電容C2 的負極連接，電阻R2的第二端、電容C1的負極均與運算放大器的負輸入端連接，電阻R3的第二端與運算放大器的正輸入端連接，運算放大器的輸出端與電路輸出端連接。

進一步的，所述帶通濾波電路具體為六階多重負反饋帶通濾波電路，六階多重負反饋帶通濾波電路通過3個帶通濾波電路依次串聯組成。

進一步的，六階多重負反饋帶通濾波電路包括3個子帶通濾波電路：第一子帶通濾波電路、第二子帶通濾波電路、第三子帶通濾波電路，子帶通濾波電路為所述的帶通濾波電路，第一子帶通濾波電路的輸出端與第二子帶通濾波電路的輸入端連接，第二子帶通濾波電路的輸出端與第三子帶通濾波電路的輸入端連接。

下面對本申請技術方案進行詳細介紹和說明：

1、三次諧波濾波方法概述

理想的帶通濾波器在帶通范圍內平坦，信號無衰減全部通過，而帶寬范圍外的信號全部被衰減，如圖1所示。實際使用中帶通濾波器的幅頻特性不如圖1理想，通帶頻率外的信號衰減速度和濾波器的階數N有關，階數越高幅頻特性越理想，實際帶通濾波的幅頻特性如圖 2所示。

其中ω₀為帶通濾波器中心頻率，ω₁和ω₂分別為通帶截止頻率對應衰減一般為3dB，ω_sh和ω_sl為阻帶截止頻率對應衰減用Asb表示。

根據三次諧波分量濾波要求，本發明選用多重負反饋濾波電路建立濾波方案。多重負反饋濾波是一種窄帶通濾波方法，其增益可控且阻帶范圍內信號衰減迅速，圖3為二階多重負反饋帶通濾波電路的模型，其中R2和C2構成兩路負反饋。

根據圖3模型可得：

V_OUT＝-SC₂R₂V₁ (1)

根據KCL定律，將流進流出V₁節點的電流相加：

將式(1)代入式(2)中可得V_IN和V_OUT的傳遞函數：

二階帶通濾波器的標準傳遞函數如式(4)所示：

對比式(3)和(4)可得出