[發明專利]無源保護裝置及其監控模塊與監控方法

有效

• 申請號: 201910974583.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110783900B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 彭和平;端木玉;陳國炎;欒樂;許中;范旭娟;胡軍;梅成林;梁國耀;何劉榮
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J13/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 張捷美

本申請涉及無源保護裝置及其監控模塊與監控方法，監控模塊包括：連接線路、直流偏置電壓處理模塊及全波整流處理模塊；連接線路第一端輸入交流電流；連接線路第二端分別連接直流偏置電壓處理模塊及全波整流處理模塊；直流偏置電壓處理模塊的輸出端連接無源保護裝置的單極性模數轉換模塊的第一輸入端；全波整流處理模塊的輸出端連接單極性模數轉換模塊的第二輸入端。一方面以交流方式進行采集，另一方面以直流方式進行采集，而且與傳統裝置相比無須改進或變換傳統的模數轉換模塊，且不影響保護動作速度，能可靠防止保護誤動，在不降低裝置速動性的前提下采用低成本方案解決了使用單極性AD的無源保護裝置存在線路低負載情況下誤動的缺陷。

技術領域

本申請涉及電壓穩定性監視領域，特別是涉及無源保護裝置及其監控模塊與監控方法。

背景技術

目前，在電力系統例如繼電保護設備、電力儀表、工業自動化設備及工業自動化控制中，絕大部分都是采用數字處理及數字顯示，但是，這些設備的原始信號例如電壓、電流、壓力、溫度等都是連續變化的模擬信號，因此必須將連續變化的模擬信號轉換為數字信號后才能進行數字處理和數字顯示。目前現有的模數轉換器(analog to digital，AD)分為單極性模數轉換器和雙極性模數轉換器，其中單極性模數轉換器的結構較為簡單，且價格便宜；雙極性模數轉換器則結構相對比較復雜，且價格較貴。

目前采用CT(current transformer，電流互感器)取能(亦稱取電)的無源保護裝置為降低成本常采用CPU內置的單極性(Unipolar)AD(analog to digital，模數轉換)模塊對電流進行采樣。為了能采集交流電流，需要產生AD參考電壓一半的直流偏置電壓對交流量進行單極性處理。當線路負荷較小時無源保護裝置取能回路工作不穩定，產生電源波動，進而導致偏置電壓波動，導致保護裝置采集到虛假的故障電流，引起開關誤動，即使用單極性AD的無源保護裝置存在線路低負載情況下誤動的缺陷。究其根本原因在于AD參考電壓不穩導致，因此監視裝置AD參考電壓尤為重要。

具體地，傳統技術中常見的單極性AD，利用偏置電壓進行采樣的原理圖如圖1所示，這是參考電壓VREF形成的回路，其中，4.3V電壓經過MD7133后輸出穩定的3.3V的AD參考電壓。偏置電壓形成回路如圖2所示，3.3V的AD參考電壓通過電阻分壓后進入由集成運放組成的跟隨器；偏置電壓為參考電壓的一半，所有的AD采樣交流輸入均通過偏置電壓抬高后才進入AD通道。當偏置電壓保持為VREF的一半時，不會出現采樣值異常問題。但是，當偏置電壓不能保持為VREF的一半時，采樣值會出現異常。輸入交流電流為0時，但是偏置電壓無法保持為VREF的一半時的采樣波形如圖3所示，由此可知，當參考電壓不穩定時，會引起采樣異常，導致保護裝置誤動。當裝置電源不穩定時，參考電壓會出現波動。

發明內容

基于此，有必要提供一種無源保護裝置及其監控模塊與監控方法，以在不降低無源保護裝置速動性的前提下采用低成本方案解決無源保護裝置存在線路低負荷情況下誤動的缺陷。

一種無源保護裝置的監控模塊，其包括：連接線路、直流偏置電壓處理模塊及全波整流處理模塊；

所述連接線路的第一端用于輸入交流電流；

所述連接線路的第二端分別連接所述直流偏置電壓處理模塊及所述全波整流處理模塊；

所述直流偏置電壓處理模塊的輸出端用于連接無源保護裝置的單極性模數轉換模塊的第一輸入端；

所述全波整流處理模塊的輸出端用于連接無源保護裝置的單極性模數轉換模塊的第二輸入端。