專利名稱：硬件雙測頻回路裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及硬件雙測頻回路裝置。
背景技術：
電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定一般規(guī)劃為電力系統(tǒng)的長期動態(tài)分析，主要研究電力系統(tǒng)受到擾動后同步穩(wěn)定過程已基本結(jié)束時電力系統(tǒng)的頻率動態(tài)行為。與電壓的穩(wěn)定和功角的穩(wěn)定相比，頻率穩(wěn)定的研究顯的很不夠。電力系統(tǒng)頻率反映了系統(tǒng)中有功功率的供需平衡情況，它不僅是電力系統(tǒng)運行的重要電能質(zhì)量指標，也是影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要因素。實時監(jiān)測系統(tǒng)頻率，對繼電保護的數(shù)據(jù)采集處理的準確性，系統(tǒng)的低頻減載功能的科學性、可行性等有著舉足輕重的作用。目前，很多微機保護裝置對電力系統(tǒng)的頻率的監(jiān)測僅采集母線一相電壓，如果采集頻率回路的母線相出現(xiàn)斷線，此時就失去了對系統(tǒng)頻率的監(jiān)測。本測頻回路針對當前問題，通過測量母線線電壓形成的雙捕獲通道，既解決系統(tǒng)母線斷線出現(xiàn)的弱點，又增強了裝置對系統(tǒng)頻率測量的精確度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，通過硬件雙測頻回路電路裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)頻率，實時跟蹤系統(tǒng)頻率，保證保護裝置相應功能的準確性的硬件雙測頻回路裝置。為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的技術方案是這樣解決的一種硬件雙測頻回路裝置包括第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、第三電壓跟隨器、第四電壓跟隨器、第一過零比較器、第二過零比較器、第一放大器、第二放大器、第一光耦合隔離器，第二光耦合隔離器，本實用新型的特殊之處在于所述第一電壓跟隨器的負極與第一放大器的負極連接，第三電壓跟隨器的負極與第一放大器的正極連接，所述第一放大器的輸出端與第一過零比較器負極連接，第一過零比較器輸出端與第一光耦合隔離器連接，所述第二電壓跟隨器的負極與第二放大器的正極連接，第二電壓跟隨器的輸出端與第二放大器的負極連接， 所述第二放大器的輸出端與第二過零比較器的負極連接，第二過零比較器的輸出端與第二光耦合隔離器連接，所述第一過零比較器正極與第二過零比較器的正極連接。所述第一電壓跟隨器的旁路連接一個第一電阻。所述第二電壓跟隨器的旁路連接一個第四電阻。所述第三電壓跟隨器的旁路連接一個第五電阻。所述第四電壓跟隨器的旁路連接一個第十電阻。所述第一放大器的旁路連接一個第十五電阻。所述第二放大器的旁路連接一個第十八電阻。所述第一過零比較器與第二過零比較器構(gòu)成過零比較器電路及其輸入保護電路及第一光耦合隔離器、第二光耦合隔離器構(gòu)成光耦隔離、變換電路。所述第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、第三電壓跟隨器、第四電壓跟隨器組成為
3電壓跟隨器電路。所述第一放大器、第二放大器組成為差分式減法電路。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，通過硬件雙測頻回路電路裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)頻率，實時跟蹤系統(tǒng)頻率，保證保護裝置相應功能的準確性，其采集系統(tǒng)頻率精度達到0.01Hz，廣泛用于電力系統(tǒng)，企事業(yè)各單位，部隊。

圖1為本實用新型電原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實新型的內(nèi)容作進一步說明參照圖1所示，一種硬件雙測頻回路裝置包括第一電壓跟隨器U1A、第二電壓跟隨器U2A、第三電壓跟隨器U1B、第四電壓跟隨器U2B、第一過零比較器U1D、第二過零比較器 U2D、第一放大器U1C、第二放大器U2C、第一光耦合隔離器U3，第二光耦合隔離器U4，其中， 所述第一電壓跟隨器UlA的負極與第一放大器UlC的負極連接，第三電壓跟隨器UlB的負極與第一放大器UlC的正極連接，所述第一放大器UlC的輸出端與第一過零比較器UlD負極連接，第一過零比較器UlD的輸出端與第一光耦合隔離器U3連接，所述第二電壓跟隨器 U2A的負極與第二放大器U2C的正極連接，第二電壓跟隨器U2A的輸出端與第二放大器U2C 的負極連接，所述第二放大器U2C的輸出端與第二過零比較器U2D的負極連接，第二過零比較器U2D的輸出端與第二光耦合隔離器U4連接，所述第一過零比較器UlD正極與第二過零比較器U2D的正極連接。所述第一電壓跟隨器UlA的旁路連接一個第一電阻Rl。所述第三電壓跟隨器UlB的旁路連接一個第四電阻R4。所述第二電壓跟隨器U2A的旁路連接一個第五電阻R5。所述第四電壓跟隨器U2B的旁路連接一個第十電阻R10。所述第一放大器UlC的旁路連接一個第十五電阻R15。所述第二放大器U2C的旁路連接一個第十八電阻R18。所述第一過零比較器UlD與第二過零比較器U2D構(gòu)成過零比較器電路及其輸入保護電路及第一光耦合隔離器U3、第二光耦合隔離器U4構(gòu)成光耦隔離、變換電路。所述第一電壓跟隨器U1A、第二電壓跟隨器U2A、第三電壓跟隨器U1B、第四電壓跟隨器U2B組成為電壓跟隨器電路。所述第一放大器U1C、第二放大器U2C組成為差分式減法電路。所述第一電壓跟隨器UlA的11腳旁路連接電容Cl和電容C5，3腳連接電阻R2，4 腳旁路連接電容C3和電容C6，2腳連接電阻Rl，1腳連接電阻Rll ；所述第三電壓跟隨器UlB的6腳連接電阻R4，電阻R4另一端與電阻R12 —端連接，5腳連接電阻R3;所述第二電壓跟隨器U2A的11腳旁路連接電容C2和電容C7，2腳連接電阻R5，3 腳連接電阻R8，4腳旁路連接電容C4和電容C8，1腳連接電阻R17 ；所述第四電壓跟隨器U2B的6腳連接電阻R10，電阻RlO另一端與電阻R16 —端連接，5腳連接電阻R9; 所述第一放大器UlC的旁路并聯(lián)連接一個電阻R15，電阻R15另一端與電阻R19 — 端連接，電阻R12另一端與電阻R13—端連接，電阻R13另一端與電阻R14—端連接，電阻 R14另一端分別與電阻R17另一端、第二放大器U2C的10腳連接；所述第二放大器U2C的旁路并聯(lián)連接一個第十八電阻R18，電阻R18 —端與電阻 R16另一端連接，電阻R18另一端與電阻R22 —端連接；所述電阻R19另一端分別與二極管D1、D2、第一過零比較器UlD的13腳一端連接， 二極管Dl、D2另一端分別與二極管D3、D4 一端連接，二極管D3、D4另一端分別與電阻R22 另一端、第二過零比較器U2D的13腳連接；所述第一過零比較器UlD的12腳、第二過零比較器U2D的12腳串聯(lián)連接電阻R20、 電阻R23 ；所述第一過零比較器UlD的14腳一端與電阻R21 —端連接；所述第二過零比較器U2D的14腳一端與電阻RM —端連接；所述電阻R21另一端分別與二極管D5 —端、第一光耦合隔離器U3 —端連接，二極
管D5另一端與二極管D6 —端連接，二極管D6另一端與電阻R24另一端、第二光耦合隔離器U4 —端連接；所述第一光耦合隔離器U3另一端分別與電阻R6、地連接；所述第二光耦合隔離器U4另一端分別與電阻R7、地連接。綜上所述，對系統(tǒng)相電壓Ua、Ub、Uc三路信號利用U1A、U2A和U1B、U2B放大器進行電壓跟隨，目的在于提高測頻電路的抗干擾能力。Ua、證相電壓經(jīng)過放大器UlC做差處理得到系統(tǒng)線電壓Uab= (Ua-Ub), Uc, Ub經(jīng)過放大器U2C做差處理得到系統(tǒng)線電壓Ucb= (Uc-Ub)，差動放大倍數(shù)為1，然后通過4只二極管的嵌位保護，分別進入U1D、U2D進行過零比較，形成頻率方波信號，最后，通過光耦合隔離器U3，U4的隔離、電壓變換，形成適合系統(tǒng) DSP的輸入信號3. 3V的頻率方波信號，進入DSP采集捕獲、監(jiān)測。用兩個捕獲通道對系統(tǒng) Ua, Ub, Uc三相電壓的頻率同時監(jiān)測。通過A/D采樣的前置處理，引出三路電壓信號，通過電壓跟隨器隔離跟隨，運放進行做差處理，取出系統(tǒng)線電壓，經(jīng)過二極管鉗位處理，進行過零比較，形成頻率方波信號，最后，通過光耦合隔離器的隔離，進入系統(tǒng)CPU的捕獲單元進行系統(tǒng)頻率監(jiān)測。通過本實用新型的方案相應前置處理，經(jīng)過DSP的軟件處理，得出系統(tǒng)誤差很小，準確可靠的實時頻率。
權(quán)利要求1.一種硬件雙測頻回路裝置，該裝置包括第一電壓跟隨器(U1A)、第二電壓跟隨器 (U2A)、第三電壓跟隨器(U1B)、第四電壓跟隨器(U2B)、第一過零比較器(U1D)、第二過零比較器(U2D)、第一放大器(U1C)、第二放大器(U2C)、第一光耦合隔離器(U3)，第二光耦合隔離器(U4)，其特征在于所述第一電壓跟隨器(UlA)的負極與第一放大器(UlC)的負極連接， 第三電壓跟隨器(UlB)的負極與第一放大器(UlC)的正極連接，所述第一放大器(UlC)的輸出端與第一過零比較器(UlD)負極連接，第一過零比較器(UlD)輸出端與第一光耦合隔離器(U3)連接，所述第二電壓跟隨器(U2A)的負極與第二放大器(U2C)的正極連接，第二電壓跟隨器(U2A)的輸出端與第二放大器(U2C)的負極連接，所述第二放大器(U2C)的輸出端與第二過零比較器(U2D)的負極連接，第二過零比較器(U2D)的輸出端與第二光耦合隔離器 (U4)連接，所述第一過零比較器(UlD)正極與第二過零比較器(U2D)的正極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第一電壓跟隨器 (UlA)的旁路連接一個第一電阻(R1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第三電壓跟隨器 (UlB)的旁路連接一個第四電阻(R4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第二電壓跟隨器 (U2A)的旁路連接一個第五電阻(R5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第四電壓跟隨器 (U2B)的旁路連接一個第十電阻(R10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第一放大器(UlC)的旁路連接一個第十五電阻(R15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第二放大器(U2C)的旁路連接一個第十八電阻(R18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第一過零比較器 (UlD)與第二過零比較器(U2D)構(gòu)成過零比較器電路及其輸入保護電路及第一光耦合隔離器(U3)、第二光耦合隔離器(U4)構(gòu)成光耦隔離、變換電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第一電壓跟隨器 (U1A)、第二電壓跟隨器(U2A)、第三電壓跟隨器(U1B)、第四電壓跟隨器(U2B)組成為電壓跟隨器電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬件雙測頻回路裝置，其特征在于所述第一放大器(U1C)、 第二放大器(U2C)組成為差分式減法電路。
專利摘要本實用新型公開了硬件雙測頻回路裝置。第一電壓跟隨器的負極與第一放大器的負極連接，第三電壓跟隨器的負極與第一放大器的正極連接，第一放大器的輸出端與第一過零比較器負極連接，第一過零比較器輸出端與第一光耦合隔離器連接，第二電壓跟隨器的負極與第二放大器的正極連接，第二電壓跟隨器的輸出端與第二放大器的負極連接，第二放大器的輸出端與第二過零比較器的負極連接，第二過零比較器的輸出端與第二光耦合隔離器連接，第一過零比較器正極與第二過零比較器的正極連接。具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，抗干擾能力強，信號誤差小，可靠性高的特點。廣泛用于電力系統(tǒng)，企事業(yè)各單位，部隊。
文檔編號G01R23/02GK202210124SQ20112035653
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者劉寶祥, 劉瑞, 王志軍, 種應軒, 金璐 申請人:新疆新華能開關有限公司西安研發(fā)中心