本發(fā)明涉及檢測處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說，是一種接地故障檢測電路。
背景技術(shù)：
：電力系統(tǒng)由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟和人民生活服務(wù)。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費都在同一時間內(nèi)完成，并在同一地域內(nèi)有機地組成一個整體，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于控制的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)高低已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標(biāo)志之一。故障接地(faultearthing)又稱為接地故障，指導(dǎo)體與大地的意外連接。電線路所設(shè)置的過電流保護兼作接地故障保護；利用零序電流來實現(xiàn)接地故障保護；利用剩余電流實現(xiàn)接地故障保護。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，存在如下幾種接地故障：(1)當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時，即通過高電阻或電弧接地，這時故障相的電壓降低，非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。(2)如果發(fā)生某相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。(3)電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線或熔斷件熔斷，此時故障相的指示不為零，這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_口三角處會出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動繼電器，發(fā)出接地信號。(4)由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不匹配時會引起鐵磁諧振，并且繼電器動作，發(fā)出接地信號。(5)空載母線虛假接地現(xiàn)象。在母線空載運行時，也可能會出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會自行消失。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種接地故障檢測電路，為實現(xiàn)進行故障檢測、分析而設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，具有操作簡單，使用靈敏等特性。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種接地故障檢測電路，包括三相矢量輸入電路、第一級加法器電路、第一窗口比較電路、第二窗口比較電路、檢測報警處理電路，所述三相矢量輸入電路與第一級加法器電路相連接，第一級加法器電路分別與第一窗口比較電路和第二窗口比較電路相連接，第一窗口比較電路和第二窗口比較電路皆與檢測報警處理電路相連接；在檢測報警處理電路內(nèi)設(shè)置有電阻R14、電阻R15、二極管D3、二極管D4、二極管D5及電容C2，電阻R14的第一端和二極管D3的正極相連接且與第一窗口比較電路和第二窗口比較電路的輸出端相連接，電阻R14的第二端和二極管D13的負極相連接且分別與電容C2的第一端、電阻R15的第一端、二極管D4的正極和二極管D5的負極相連接，電容C2的第二端和二極管D5的正極相連接且接地，所述電阻R15的第二端與后級的報警電路相連接；所述二極管D4的負極接有+5V電源。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述第一級加法器電路內(nèi)設(shè)置有集成運放U1、電阻R4、電阻R5、電阻R6及電容C1，電阻R4、電阻R5及電容C1相互并聯(lián)，且并聯(lián)后的一個共接端與集成運放U1的9腳相連接，并聯(lián)后的另一個共接端通過電阻R6與第二窗口比較電路相連接，集成運放U1的10腳通過電阻R6接地，集成運放U1的8腳與第一窗口比較電路相連接。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述第一窗口比較電路內(nèi)設(shè)置有電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、二極管D2及集成運放U2，所述集成運放U1的8腳與集成運放U2的8腳相連接，電阻R11的第一端與電阻R12的第二端相連接，電阻R12的第一端和電阻R13的第一端相連接，電阻R13的第二端分別和二極管D2的負極、電阻R14的第一端及集成運放U2的14腳相連接，二極管D2的正極與電阻R11的第二端相連接，集成運放U2的9腳通過電阻R10接地。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述電阻R12的第一腳還與+15V直流電源相連接。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述第二窗口比較電路內(nèi)設(shè)置有集成運放U3、電阻R7、電阻R8、電阻R9及二極管D1，集成運放U3的11腳分別與電阻R6和電阻R9的第一端相連接，電阻R9的第二端與二極管D1的正極相連接，二極管D1的負極分別與電阻R14的第一端和集成運放U3的13腳相連接；集成運放U3的10腳通過電阻R8接地，且集成運放U3的10腳還通過電阻R7接入負供電電源。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述負供電電源為-15V直流電源。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述二極管D4的負極還有+5V電源相連接。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述三相矢量輸入電路與集成運放U1的9腳相連接，且三相矢量輸入電路內(nèi)設(shè)置有呈并聯(lián)連接的電阻R1、電阻R2及電阻R3。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成運放U2和U3采用同一片集成運放芯片，且集成運放U2和集成運放U3的芯片型號為LM339。進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成運放U1采用LF347。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明為實現(xiàn)進行故障檢測、分析而設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，具有操作簡單，使用靈敏等特性。本發(fā)明采用集成運放構(gòu)建加法器電路，用來進行故障信號的判斷，而后根據(jù)判斷結(jié)果輸送至后級的報警電路，以便達到報警的目的。附圖說明圖1為本發(fā)明的電路原理圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1：一種接地故障檢測電路，為實現(xiàn)進行故障檢測、分析而設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，具有操作簡單，使用靈敏等特性，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu)：包括三相矢量輸入電路、第一級加法器電路、第一窗口比較電路、第二窗口比較電路、檢測報警處理電路，所述三相矢量輸入電路與第一級加法器電路相連接，第一級加法器電路分別與第一窗口比較電路和第二窗口比較電路相連接，第一窗口比較電路和第二窗口比較電路皆與檢測報警處理電路相連接；在檢測報警處理電路內(nèi)設(shè)置有電阻R14、電阻R15、二極管D3、二極管D4、二極管D5及電容C2，電阻R14的第一端和二極管D3的正極相連接且與第一窗口比較電路和第二窗口比較電路的輸出端相連接，電阻R14的第二端和二極管D13的負極相連接且分別與電容C2的第一端、電阻R15的第一端、二極管D4的正極和二極管D5的負極相連接，電容C2的第二端和二極管D5的正極相連接且接地，所述電阻R15的第二端與后級的報警電路相連接。實施例2：本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述第一級加法器電路內(nèi)設(shè)置有集成運放U1、電阻R4、電阻R5、電阻R6及電容C1，電阻R4、電阻R5及電容C1相互并聯(lián)，且并聯(lián)后的一個共接端與集成運放U1的9腳相連接，并聯(lián)后的另一個共接端通過電阻R6與第二窗口比較電路相連接，集成運放U1的10腳通過電阻R6接地，集成運放U1的8腳與第一窗口比較電路相連接。實施例3：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述第一窗口比較電路內(nèi)設(shè)置有電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、二極管D2及集成運放U2，所述集成運放U1的8腳與集成運放U2的8腳相連接，電阻R11的第一端與電阻R12的第二端相連接，電阻R12的第一端和電阻R13的第一端相連接，電阻R13的第二端分別和二極管D2的負極、電阻R14的第一端及集成運放U2的14腳相連接，二極管D2的正極與電阻R11的第二端相連接，集成運放U2的9腳通過電阻R10接地。實施例4：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述電阻R12的第一腳還與+15V直流電源相連接。實施例5：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述第二窗口比較電路內(nèi)設(shè)置有集成運放U3、電阻R7、電阻R8、電阻R9及二極管D1，集成運放U3的11腳分別與電阻R6和電阻R9的第一端相連接，電阻R9的第二端與二極管D1的正極相連接，二極管D1的負極分別與電阻R14的第一端和集成運放U3的13腳相連接；集成運放U3的10腳通過電阻R8接地，且集成運放U3的10腳還通過電阻R7接入負供電電源。實施例6：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述負供電電源為-15V直流電源。實施例7：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述二極管D4的負極還有+5V電源相連接。實施例8：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述三相矢量輸入電路與集成運放U1的9腳相連接，且三相矢量輸入電路內(nèi)設(shè)置有呈并聯(lián)連接的電阻R1、電阻R2及電阻R3。實施例9：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成運放U2和U3采用同一片集成運放芯片，且集成運放U2和集成運放U3的芯片型號為LM339。LM339電壓比較器芯片內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，LM339是很常見的集成電路。利用lm339可以方便的組成各種電壓比較器電路和振蕩器電路。LM339集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：1)失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2)電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；4)共模范圍很大，為0～(Ucc-1.5V)Vo；5)差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6)輸出端電位可靈活方便地選用。LM339引腳配置見表1：表1引腳符號功能1OUTPUT2輸出端22OUTPUT1輸出端13V+電源正4INPUT1-反相輸入端15INPUT1+同相輸入端16INPUT2-反相輸入端27INPUT2+同相輸入端28INPUT3-反相輸入端39INPUT3+同相輸入端310INPUT4-反相輸入端411INPUT4+同相輸入端412GND電源地13OUTPUT4輸出端414OUTPUT3輸出端3實施例10：本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成運放U1采用LF347。LF347引腳配置見表2：表2引腳符號功能1OUTPUT1輸出端12INPUT1-反向輸入端13INPUT1+同相輸入端14VCC+電源正5INPUT2+同相輸入端26INPUT2-反相輸入端27OUTPUT2輸出端28OUTPUT3輸出端39INPUT3-反相輸入端310INPUT3+同相輸入端311VCC-電源負12INPUT4+同相輸入端413INTPUT4-反向輸入端414OUTPUT4輸出端4本發(fā)明中所有電阻和電容皆采用貼片元件；本發(fā)明的第一級加法器電路為一個用于求和的加法器電路，輸出三相電流值具有矢量關(guān)系，當(dāng)三相電流平衡時，其矢量和為零，加法器U1的8腳輸出電壓應(yīng)接近0V；當(dāng)三相電流不平衡度增大，經(jīng)后級U2、U3構(gòu)成的窗口電壓比較器(鑒別正、負的失衡電流值)，輸出接地報警信號，并通過給后級的報警電路。在應(yīng)用本發(fā)明時，檢修過程如下。(1)將本發(fā)明與變頻器連接，變頻器上電后，顯示正常?？蛰d，投入啟動信號，運行也正常；變頻器帶載后，啟動過程中跳接地故障而停機。此時同步監(jiān)測到U2的14腳變?yōu)?15V-確定產(chǎn)生了接地信號輸出。(2)電流互感器輸出的IU、IV、IW信號經(jīng)三相矢量輸入電路輸入，監(jiān)測電流互感器輸出的IU、IV、IW信號，都為0.25V，說明3只電流互感器輸出信號是對的，故障在U1、U2、U3等電路。(3)因R2虛焊，使三相電流的矢量和不為零，運行中產(chǎn)生接地信號輸出，使變頻器保護停機。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3