[發(fā)明專利]一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110287143.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112881865A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊小龍;李戎;張士強(qiáng);白凱;鄭毅;石磊;許志恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建奧通邁勝電力科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58;G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路及方法，包括電壓轉(zhuǎn)換電路、阻抗變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和基準(zhǔn)電壓源電路，電壓轉(zhuǎn)換電路包括電壓互感器T1、穩(wěn)壓二極管V1和穩(wěn)壓二極管V2，阻抗變換電路包括平衡電阻RL1、采樣電阻RL2、平衡電阻RL3、高頻退耦電容CL3和運(yùn)算放大器U1A，基準(zhǔn)電壓源電路包括分壓電阻R1、分壓電阻R2和運(yùn)算放大器U1B，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括退耦電容CL1、退耦電容CL2和ADC轉(zhuǎn)換芯片U2。通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路對(duì)配電網(wǎng)零序電壓進(jìn)行電壓變換，將變換后的小信號(hào)取樣并經(jīng)過(guò)阻抗變換電路調(diào)節(jié)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行快速模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到高精度的零序電壓監(jiān)測(cè)電壓值，提升了配電網(wǎng)零序電壓檢測(cè)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路及方法。

背景技術(shù)

目前，市場(chǎng)主流的配電網(wǎng)故障指示器產(chǎn)品對(duì)于配電網(wǎng)接地故障的識(shí)別方法大部分依據(jù)線路電場(chǎng)變化來(lái)判斷。配電線路的電場(chǎng)是以架空線路相對(duì)于地面的一個(gè)參考電場(chǎng)值，該電場(chǎng)值容易受到環(huán)境變化影響。比如，故障指示器產(chǎn)品安裝的線路附近有樹(shù)木、建筑物、架空線路下方道路經(jīng)過(guò)的車輛等都會(huì)對(duì)電場(chǎng)值的測(cè)量產(chǎn)生影響，此類影響往往導(dǎo)致故障指示器對(duì)配電網(wǎng)線路接地的誤判和漏判。因此，為解決配電網(wǎng)故障指示器無(wú)法對(duì)線路接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷問(wèn)題，就需要另外一種更加準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，即配電網(wǎng)零序電壓判斷。配電網(wǎng)零序電壓是線路三相電壓的合成值，其數(shù)值不會(huì)受實(shí)際線路架設(shè)環(huán)境的影響。配電線路零序電壓值的突變能夠準(zhǔn)確反映出線路的接地故障，為配電線路接地故障的快速定位提供可靠的依據(jù)。

配電線路零序電壓判斷的前提是需要對(duì)配電線路零序電壓進(jìn)行準(zhǔn)確的采樣分析，本發(fā)明正是針對(duì)目前配電線路故障指示產(chǎn)品接地故障判斷的不足，提出了一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路及方法。配電網(wǎng)線路故障指示器通過(guò)引入零序電壓作為接地故障判斷的依據(jù)，顯著提高了配電線路接地故障的識(shí)別率，明顯減少了電網(wǎng)運(yùn)維時(shí)間和成本。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路及方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路零序電壓的實(shí)時(shí)采樣檢測(cè)，并將檢測(cè)的零序電壓提供給配電線路故障定位系統(tǒng)進(jìn)行分析研判，提高了配電線路接地故障識(shí)別的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于配電網(wǎng)高精度的零序電壓檢測(cè)電路，包括：電壓轉(zhuǎn)換電路、阻抗變換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和基準(zhǔn)電壓源電路，所述電壓轉(zhuǎn)換電路與所述阻抗變換電路連接，所述阻抗變換電路和所述基準(zhǔn)電壓源電路均與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，且所述電壓轉(zhuǎn)換電路與配電網(wǎng)零序電壓連接。

優(yōu)選的，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括電壓互感器T1、穩(wěn)壓二極管V1和穩(wěn)壓二極管V2，所述電壓互感器T1的原邊與所述配電網(wǎng)零序電壓連接，所述電壓互感器T1的副邊分別與所述穩(wěn)壓二極管V1陰極和所述穩(wěn)壓二極管V2陰極連接，所述穩(wěn)壓二極管V1陽(yáng)極和所述穩(wěn)壓二極管V2陽(yáng)極連接。

優(yōu)選的，所述阻抗變換電路包括平衡電阻RL1、采樣電阻RL2、平衡電阻RL3、高頻退耦電容CL3和運(yùn)算放大器U1A，所述穩(wěn)壓二極管V1陰極和所述穩(wěn)壓二極管V2陰極分別與所述采樣電阻RL2兩端連接，且所述采樣電阻RL2兩端分別連接所述平衡電阻RL1一端和所述平衡電阻RL3一端，所述平衡電阻RL1另一端和所述平衡電阻RL3另一端分別與所述高頻退耦電容CL3兩端連接，所述高頻退耦電容CL3與所述運(yùn)算放大器U1A正相輸入腳3連接，所述運(yùn)算放大器U1A輸出腳1和反向輸入腳2相連，所述運(yùn)算放大器U1A電源正腳4與模擬電源AVDD相連，所述運(yùn)算放大器U1A電源負(fù)腳8與參考地GND相連。

優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)電壓源電路包括分壓電阻R1、分壓電阻R2和運(yùn)算放大器U1B，所述分壓電阻R1和所述分壓電阻R2串聯(lián)，且所述分壓電阻R1與數(shù)字電源DVDD連接，所述分壓電阻R2與電源地GND連接，所述分壓電阻R1和分壓電阻R2的分壓點(diǎn)與所述運(yùn)算放大器U1B正相輸入腳5連接，所述運(yùn)算放大器U1B輸出腳7和反向輸入腳6相連，所述運(yùn)算放大器U1B電源正腳9與數(shù)字電源DVDD相連，所述運(yùn)算放大器U1B電源負(fù)腳8與參考地GND相連。