一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，包括一端與異頻信號源相連的二次回路，二次回路的另一端與電流測試電路相連，二次回路的兩端還與電壓測試電路相連，電流測試電路測量的反映二次回路中的電流的信號與電壓測試電路測量的所需要的二次回路端電壓信號作為導納和相角測試電路的輸入信號，導納和相角測試電路輸出二次回路的導納幅值和相位幅值。本發(fā)明每部分電路功能明確，且易于實現(xiàn)，可對二次回路進行導納和相角的測試，具有元器件少、電路簡單、穩(wěn)定性好、安全性高等優(yōu)點。
【專利說明】一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子領域，涉及一種二次回路的導納和相角測試電路，特別涉及 一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路。

【背景技術】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，各種用電量的急劇增加，關口電能計量裝置應 用也隨之增加，關口電能計量裝置一般包括電壓互感器（TV)及二次回路、電流互感器（TA) 及二次回路、電能表等，它們分散安裝在發(fā)電廠、變電站或直接電力用戶等地方。該關口電 能計量裝置的技術監(jiān)督管理，一般由各個省電力試驗研究院進行監(jiān)督管理，監(jiān)測方法包括 兩種，一種是常規(guī)的人力監(jiān)測，由研究院派人，攜帶各樣設備對電壓互感器（TV)及二次回 路、電流互感器（TA)及二次回路、電能表等設備進行監(jiān)測，而后校正或更換；另一種就是電 能計量遠程監(jiān)測系統(tǒng)對電壓互感器（TV)及二次回路、電流互感器（TA)及二次回路、電能表 等設備進行監(jiān)測。其中，其中電流互感器（TA)的二次回路監(jiān)測主要是利用工頻信號對互感 器二次側進行測量監(jiān)控，但是，工頻信號檢測二次側信號時，容易受變電站其它設備產生的 電磁信號干擾，為此，國內外很多學者提出了一種異頻信號檢測電流互感器二次回路阻抗 的方法，且該方法在理論上得到完整的證明，可以準備測試電流互感器二次側回路的阻抗， 且不受工頻信號電流產生的電磁場的干擾，基于此，我們提出了一種電路結構簡單，易于實 現(xiàn)的用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路。


【發(fā)明內容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明公開了一種用于異頻導納法測試二次回路的 導納和相角的電路，該電路具有元器件少、電路簡單、穩(wěn)定性好、安全性高等優(yōu)點。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
[0005] -種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，包括一端與異頻信號源 相連的二次回路，二次回路的另一端與電流測試電路相連，二次回路的兩端還與電壓測試 電路相連，電流測試電路測量的反映二次回路中的電流的信號與電壓測試電路測量的所需 要的二次回路端電壓信號作為導納和相角測試電路的輸入信號，導納和相角測試電路輸出 二次回路的導納幅值和相位幅值。
[0006] 所述異頻信號源用于向二次回路注入信號，信號的頻率為1. 6KHZ。
[0007] 所述電流測試電路為反相比例運算電路，反相比例運算電路由電阻R1、電阻R2及 運算放大器U1組成，運算放大器U1的負向輸入端與二次回路的輸出端相連，運算放大器U1 的負向輸入端還通過電阻R1與運算放大器U1的輸出端相連，運算放大器U1的輸出端還通 過電阻R2接地。
[0008] 所述電壓測試電路為求差反相跟隨電路，該電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5及運 算放大器U2組成，運算放大器U2的正向輸入端分兩路，一路通過電阻R3與二次回路的輸 入端相連，另一路通過電阻R4與二次回路的輸出端相連，運算放大器U2的負向輸入端與運 算放大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的輸出端還與電阻R5相串連。
[0009] 所述電流測試電路的輸出端分兩路，一路通過電阻R7與地相連，另一路通過電容 與導納和相角測試電路的輸入端相連；電壓測試電路的輸出端分兩路，一路通過電阻R6與 地相連，另一路通過電容與導納和相角測試電路的輸入端相連。
[0010] 所述導納和相角測試電路為集成電路AD8302。
[0011] 所述電流測試電路測量的反映二次回路中的電流的信號與電壓測試電路測量的 所需要的二次回路端電壓信號同向。
[0012] 所述運算放大器U2和運算放大器U1的供電電源電壓為12V。
[0013] 所述集成電路AD8302的供電電源電壓為5V。
[0014] 所述運算放大器U2為0P07C，運算放大器U1的為0P07。
[0015] 工作原理：1. 6KZH的異頻源信號V-SIN經過二次回路TA，形成我們需要的二次回 路中的電流、二次回路端電壓，二次回路中電流經過二次回路中的電流測試電路形成后級 可以處理的信號V-I，二次回路端電壓經過二次回路兩端電壓測試電路形成后級可以處理 的端電壓信號V-V，將ν-ν、ν-ι輸入到二次回導納和相角測試電路中，該二次回路導納和相 角測試電路輸出我們需要的二次回路的導納幅值和相角幅值，從而實現(xiàn)異頻法測試二次回 路的導納和相角功能。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 本發(fā)明每部分電路功能明確，且易于實現(xiàn)，可對二次回路進行導納和相角的測試， 具有元器件少、電路簡單、穩(wěn)定性好、安全性高等優(yōu)點，以上方式，使得本發(fā)明易于推廣，易 于市場化，且該電路簡單可靠，降低了控制難度和設備的成本。變電站現(xiàn)場的工頻信號很 強，如果用50HZ工頻信號測量導納和阻抗的話，所測導納和阻抗結果容易受50HZ工頻信號 干擾，用1. 6K的異頻信號測試二次回路的導納和阻抗，就不受工頻信號干擾，測會更準確。 本電路所測導納和阻抗值與單獨的二次導納阻抗測試儀所測的值誤差為1%之內。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1本發(fā)明的二次回路中的電流測試電路圖；
[0019] 圖2本發(fā)明的二次回路兩端的電壓測試電路圖；
[0020] 圖3本發(fā)明的二次回路中的導納和相角測試電路圖；
[0021] 圖4本發(fā)明的整體電路連接示意圖。

【具體實施方式】：
[0022] 下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：
[0023] 如圖4所示，一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，包括：二次 回路中的電流測試電路、二次回路兩端電壓測試電路、二次回路的導納和相角測試電路。
[0024] 如圖1所示，二次回路中的電流測試電路，所述電流測試電路為反相比例運算電 路，反相比例運算電路由電阻R1、電阻R2及運算放大器U1組成，運算放大器U1的負向輸入 端與二次回路的輸出端相連，運算放大器U1的負向輸入端還通過電阻R1與運算放大器U1 的輸出端相連，運算放大器U1的輸出端還通過電阻R2接地。
[0025] 其中TA為二次回路的示意圖，V-SIN為需要注入到二次回路中的異頻信號源， V-SIN-G為V-SIN經過二次回路ΤΑ后的輸出端電壓，V-SIN-G被輸出到反相比例運算電路， 該反相比例運算電路由Rl、R2、U1組成，相應的參數(shù)由圖1給出，該反相比例運算電路將 V-SIN-G處理成我們需要的反映二次回路中的電流的信號V-I。
[0026] 如圖2所示，二次回路兩端電壓測試電路，所述電壓測試電路為求差反相跟隨電 路，該電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5及運算放大器U2組成，運算放大器U2的正向輸入端 分兩路，一路通過電阻R3與二次回路的輸入端相連，另一路通過電阻R4與二次回路的輸出 端相連，運算放大器U2的負向輸入端與運算放大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的輸 出端還與電阻R5相串連。
[0027] 該電路相應的參數(shù)見圖2,該電路由R3、R4、R5及U2組成求差反相跟隨電路，求差 后得到我們需要的端電壓信號，反相跟隨使得該求差電壓信號驅動能力增強，且與上述中 的V-I同方向，經過該二次回路端電壓測試電路處理后的信號為V-V，V-V即為我們需要的 二次回路端電壓信號。
[0028] 如圖3所示，二次回路的導納和相角測試電路，所述電流測試電路的輸出端分兩 路，一路通過電阻R7與地相連，另一路通過電容與導納和相角測試電路的輸入端相連；電 壓測試電路的輸出端分兩路，一路通過電阻R6與地相連，另一路通過電容與導納和相角測 試電路的輸入端相連。
[0029] 由R6、R7、R8、Cl、C2、C3、C4、C5、C6及U3組成，相應的參數(shù)由圖3給出，其中U3 V-I 為集成電路AD8302,用于計算·的值和V-V、V-I的相角。AD8302輸出的YP-VAL、YP-PH 即導納幅值和相位幅值。
[0030] 所述運算放大器U2和運算放大器U1的供電電源電壓為12V。
[0031] 所述集成電路AD8302的供電電源電壓為5V。
[0032] 所述運算放大器U2為0P07C，運算放大器U1的為0P07。
[0033] 工作時，首先將1. 6KHZ的異頻信號源注入到二次回路中，然后對二次回路兩端的 電壓V-V及回路中的異頻電流V-I進行測試，并將測得V-V、V-I輸出到集成電路AD8302， 根據(jù)集成電路AD8302的輸出，既可以得到YP-VAL、YP-PH，這就是我們要求的導納幅值和相 位幅值。
【權利要求】
1. 一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特征是，包括一端與異 頻信號源相連的二次回路，二次回路的另一端與電流測試電路相連，二次回路的兩端還與 電壓測試電路相連，電流測試電路測量的反映二次回路中的電流的信號與電壓測試電路測 量的所需要的二次回路端電壓信號作為導納和相角測試電路的輸入信號，導納和相角測試 電路輸出二次回路的導納幅值和相位幅值。
2. 如權利要求1所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述異頻信號源用于向二次回路注入信號，信號的頻率為1. 6KHZ。
3. 如權利要求1所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述電流測試電路為反相比例運算電路，反相比例運算電路由電阻R1、電阻R2及運 算放大器U1組成，運算放大器U1的負向輸入端與二次回路的輸出端相連，運算放大器U1 的負向輸入端還通過電阻R1與運算放大器U1的輸出端相連，運算放大器U1的輸出端還通 過電阻R2接地。
4. 如權利要求3所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述電壓測試電路為求差反相跟隨電路，該電路由電阻R3、電阻R4、電阻R5及運算放 大器U2組成，運算放大器U2的正向輸入端分兩路，一路通過電阻R3與二次回路的輸入端 相連，另一路通過電阻R4與二次回路的輸出端相連，運算放大器U2的負向輸入端與運算放 大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的輸出端還與電阻R5相串連。
5. 如權利要求4所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述電流測試電路的輸出端分兩路，一路通過電阻R7與地相連，另一路通過電容與 導納和相角測試電路的輸入端相連；電壓測試電路的輸出端分兩路，一路通過電阻R6與地 相連，另一路通過電容與導納和相角測試電路的輸入端相連。
6. 如權利要求5所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述導納和相角測試電路為AD8302。
7. 如權利要求4所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述運算放大器U2和運算放大器U1的供電電源電壓為12V。
8. 如權利要求1所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述電流測試電路測量的反映二次回路中的電流的信號與電壓測試電路測量的所需 要的二次回路端電壓信號同向。
9. 如權利要求6所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其特 征是，所述AD8302的供電電源電壓為5V。
10. 如權利要求4所述的一種用于異頻導納法測試二次回路的導納和相角的電路，其 特征是，所述運算放大器U2為0P07C，運算放大器U1的為0P07。
【文檔編號】G01R25/00GK104049147SQ201410227617
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】楊劍, 常亮, 張曉東, 李永偉, 王運全, 曲效武 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院