專利名稱：一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓、電流調(diào)理裝置，尤其涉及一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診 斷的電壓、電流調(diào)理裝置。
背景技術(shù)：
目前，中壓配電網(wǎng)中，接地故障診斷裝置直接從電網(wǎng)接收信號，在電網(wǎng)與接地故障 診斷裝置之間沒有隔離裝置，因此無法過濾干擾信號，并且不能將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低 電壓、小電流，電壓過高或者電流過大，會對接地故障診斷裝置造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種用于中壓配電網(wǎng)接地故 障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，以實現(xiàn)隔離電網(wǎng)與接地故障診斷裝置的目的，并且能夠過濾 信號的干擾，將高電壓、大電流轉(zhuǎn)換為低電壓、小電流，提高了安全性。本發(fā)明所述的一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，該調(diào)理 裝置的一端與外部電網(wǎng)連接，另一端與接地故障診斷裝置連接，所述的調(diào)理裝置包括連接 在所述外部電網(wǎng)和接地故障診斷裝置之間的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào) 理與中斷信號電路、I/O調(diào)理電路和電源模塊，所述的電壓調(diào)理電路將從所述電網(wǎng)接收到的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并過濾干擾信 號；所述的電流調(diào)理電路將從所述電網(wǎng)接收到的大電流轉(zhuǎn)換成小電流，并過濾干擾信 號；所述的中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路計算和調(diào)理所述電網(wǎng)的中性點電壓，并通 過與預(yù)設(shè)閾值進行比較，觸發(fā)中斷信號；所述的I/O調(diào)理電路調(diào)理和傳輸所述電網(wǎng)的的I/O信號；所述的電源模塊包括四個獨立的電源子模塊，該每一電源子模塊分別獨立地向所 述的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路和I/O調(diào)理電路供電。在上述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置中，所述的中性點 電壓調(diào)理與中斷信號電路包括依次連接的第一跟隨器、低通濾波器、第一電壓比較器、閾值 產(chǎn)生電路和第二電壓比較器，所述的第一電壓比較器與第二電壓比較器連接，所述的第一跟隨器的輸入端并聯(lián)連接有兩個相互并聯(lián)連接的二極管，該二極管產(chǎn) 生一箝位電壓；所述的低通濾波器對從所述第一跟隨器輸出的電壓信號進行過濾，消除干擾信 號；所述的第一電壓比較器對從所述低通濾波器輸出的電壓信號進行比較處理，并輸 出中性點電壓到所述的閾值產(chǎn)生電路和第二電壓比較器；所述的閾值產(chǎn)生電路包括一撥碼開關(guān)，通過該撥碼開關(guān)設(shè)定閾值，并輸出到所述的第二電壓比較器；所述的第二電壓比較器對從閾值產(chǎn)生電路接收到的閾值和從第一電壓比較器接收到的中性點電壓進行比較，并輸出相應(yīng)的中斷信號。在上述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置中，所述的閾值產(chǎn) 生電路還包括依次連接的電解電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和滑動變阻器，所述撥 碼開關(guān)的不同的引腳分別連接到所述第一電阻和第二電阻之間、第二電阻和第三電阻之 間、第三電阻和滑動變阻器之間。在上述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置中，所述的電壓調(diào) 理電路包括依次連接的電壓放大電路、電壓濾波電路、電壓跟隨器和限壓保護電路，所述的 電壓放大電路的輸入端還并聯(lián)有一跳線，該跳線將從所述電網(wǎng)接收到的電流信號轉(zhuǎn)化成電
壓信號。在上述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置中，所述的電流調(diào) 理電路包括依次連接的電流放大電路、電流濾波電路、電流跟隨器和限流保護電路。在上述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置中，所述的調(diào)理裝 置通過總線與所述的接地故障診斷裝置連接。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明中的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路等電 路都具有雙重光電隔離和限壓/流保護功能，其中，電流調(diào)理電路的零輸入阻抗設(shè)計，對外 部電流回路沒有任何影響；中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路可直接通過調(diào)節(jié)滑動變阻器實 現(xiàn)中性點電壓上升觸發(fā)中斷信號；另外，本發(fā)明支持總線化擴展，即可通過總線，將多個調(diào) 理裝置并聯(lián)入電網(wǎng)與接地故障診斷裝置之間，實現(xiàn)了將電網(wǎng)的高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電 壓、小電流，并且能夠隔離電網(wǎng)與接地故障診斷裝置，過濾信號干擾，提高了精度。


圖1是本發(fā)明一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2是本發(fā)明的中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路的電路圖；圖3是本發(fā)明的電壓調(diào)理電路的電路圖；圖4是本發(fā)明的電流調(diào)理電路的電路圖；圖5是本發(fā)明的I/O調(diào)理電路的電路圖；圖6是本發(fā)明的電源模塊中獨立向電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào) 理與中斷信號電路和I/O調(diào)理電路供電的電源子模塊的電路圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理 裝置作進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的調(diào)理裝置1的一端與外部電網(wǎng)連接，另一端通過總線與接地 故障診斷裝置10連接，調(diào)理裝置1包括連接在外部電網(wǎng)和接地故障診斷裝置10之間的電 壓調(diào)理電路11、電流調(diào)理電路12、中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路13、I/O調(diào)理電路14和 電源模塊15，其中，
電壓調(diào)理電路11用于將從電網(wǎng)接收到的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并過濾干擾信號， 它包括依次連接的電壓放大電路111、電壓濾波電路112、電壓跟隨器113和限壓保護電路 114，電壓放大電路111的輸入端還并聯(lián)有一跳線JMl，該跳線JMl將從電網(wǎng)接收到的電流信 號轉(zhuǎn)化成電壓信號；本實施例中，電壓放大電路111、電壓濾波電路112、電壓跟隨器113和 限壓保護電路114均為常規(guī)電路。電流調(diào)理電路12用于將從電網(wǎng)接收到的大電流轉(zhuǎn)換成小電流，并過濾干擾信號， 它包括依次連接的電流放大電路121、電流濾波電路122、電流跟隨器123和限流保護電路 124 ；本實施例中，電流放大電路121、電流濾波電路122、電流跟隨器123和限流保護電路 124均為常規(guī)電路。電流調(diào)理電路12為零輸入阻抗設(shè)計，對外部電流回路沒有任何影響。中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路13用于計算和調(diào)理電網(wǎng)的中性點電壓，并通過 與預(yù)設(shè)閾值進行比較，觸發(fā)中斷信號，它包括依次連接的第一跟隨器131、低通濾波器132、 第一電壓比較器133、閾值產(chǎn)生電路134和第二電壓比較器135，第一電壓比較器133還與 第二電壓比較器135連接，其中，第一跟隨器131的輸入端并聯(lián)連接有兩個相互并聯(lián)連接的二極管Dl、D2，該二極 管D1、D2用于產(chǎn)生一箝位電壓；低通濾波器132用于對從第一跟隨器131輸出的電壓信號進行過濾，消除干擾信 號；第一電壓比較器133對從低通濾波器132輸出的電壓信號進行比較處理，并輸出 中性點電壓到閾值產(chǎn)生電路134和第二電壓比較器135 ；閾值產(chǎn)生電路134包括一撥碼開關(guān)Sl和依次連接的電解電容E1、第一電阻R61、 第二電阻R62、第三電阻R63和滑動變阻器P1，撥碼開關(guān)Sl的不同的引腳分別連接到第一 電阻R61和第二電阻R62之間、第二電阻R62和第三電阻R63之間、第三電阻R63和滑動變 阻器Pl之間，滑動變阻器Pl還連接有一 12V電源，閾值產(chǎn)生電路134通過撥碼開關(guān)Sl設(shè) 定閾值，并輸出到第二電壓比較器135 ；第二電壓比較器135用于對從閾值產(chǎn)生電路134接收到的閾值和從第一電壓比較 器133接收到的中性點電壓進行比較，并通過調(diào)節(jié)滑動變阻器Pl實現(xiàn)中性點電壓上升觸發(fā) 相應(yīng)的中斷信號；本實施例中，中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路13中的第一跟隨器131、低通濾波 器132、第一電壓比較器133和第二電壓比較器135均為常規(guī)電路。I/O調(diào)理電路14用于調(diào)理和傳輸電網(wǎng)的的I/O信號；本實施例中，I/O調(diào)理電路 14為常規(guī)電路電源模塊15由總線供電，它包括四個獨立的電源子模塊D⑶Cl、D⑶C2、D⑶C3、 D⑶C4，該每一電源子模塊分別獨立地向電壓調(diào)理電路11、電流調(diào)理電路12、中性點電壓 調(diào)理與中斷信號電路13和I/O調(diào)理電路14供電，本實施例中，電源子模塊DOTC1、D⑶C2、 DCDC3、DCDC4 分別采用 OT12-250 芯片、B0505LS1W 芯片、B1212LS1W 芯片和 B0505LS1W 芯片。綜上所述，本發(fā)明中的所有電路中都具有有雙重光電隔離和限壓保護功能，而且 本發(fā)明支持總線化擴展，即可通過總線，將多個調(diào)理裝置1并聯(lián)入電網(wǎng)與接地故障診斷裝 置10之間，從而實現(xiàn)了將電網(wǎng)的高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流，并且能夠隔離電網(wǎng)
5與接地故障診斷裝置，過濾信號干擾，提高了精度。 以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技 術(shù)人員可根據(jù)上 述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本 發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，該調(diào)理裝置的一端與外部電網(wǎng)連接，另一端與接地故障診斷裝置連接，其特征在于所述的調(diào)理裝置包括連接在所述外部電網(wǎng)和接地故障診斷裝置之間的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路、I/O調(diào)理電路和電源模塊，所述的電壓調(diào)理電路將從所述電網(wǎng)接收到的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并過濾干擾信號；所述的電流調(diào)理電路將從所述電網(wǎng)接收到的大電流轉(zhuǎn)換成小電流，并過濾干擾信號；所述的中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路計算和調(diào)理所述電網(wǎng)的中性點電壓，并通過與預(yù)設(shè)閾值進行比較，觸發(fā)中斷信號；所述的I/O調(diào)理電路調(diào)理和傳輸所述電網(wǎng)的的I/O信號；所述的電源模塊包括四個獨立的電源子模塊，該每一電源子模塊分別獨立地向所述的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路和I/O調(diào)理電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，其特 征在于，所述的中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路包括依次連接的第一跟隨器、低通濾波器、 第一電壓比較器、閾值產(chǎn)生電路和第二電壓比較器，所述的第一電壓比較器與第二電壓比 較器連接，所述的第一跟隨器的輸入端并聯(lián)連接有兩個相互并聯(lián)連接的二極管，該二極管產(chǎn)生一 箝位電壓；所述的低通濾波器對從所述第一跟隨器輸出的電壓信號進行過濾，消除干擾信號；所述的第一電壓比較器對從所述低通濾波器輸出的電壓信號進行比較處理，并輸出中 性點電壓到所述的閾值產(chǎn)生電路和第二電壓比較器；所述的閾值產(chǎn)生電路包括一撥碼開關(guān)，通過該撥碼開關(guān)設(shè)定閾值，并輸出到所述的第 二電壓比較器；所述的第二電壓比較器對從閾值產(chǎn)生電路接收到的閾值和從第一電壓比較器接收到 的中性點電壓進行比較，并輸出相應(yīng)的中斷信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，其 特征在于，所述的閾值產(chǎn)生電路還包括依次連接的電解電容、第一電阻、第二電阻、第三電 阻和滑動變阻器，所述撥碼開關(guān)的不同的引腳分別連接到所述第一電阻和第二電阻之間、 第二電阻和第三電阻之間、第三電阻和滑動變阻器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，其 特征在于，所述的電壓調(diào)理電路包括依次連接的電壓放大電路、電壓濾波電路、電壓跟隨器 和限壓保護電路，所述的電壓放大電路的輸入端還并聯(lián)有一跳線，該跳線將從所述電網(wǎng)接 收到的電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，其 特征在于，所述的電流調(diào)理電路包括依次連接的電流放大電路、電流濾波電路、電流跟隨器 和限流保護電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，其特 征在于，所述的調(diào)理裝置通過總線與所述的接地故障診斷裝置連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于中壓配電網(wǎng)接地故障診斷的電壓、電流調(diào)理裝置，該調(diào)理裝置的一端與外部電網(wǎng)連接，另一端與接地故障診斷裝置連接，所述的調(diào)理裝置包括連接在所述外部電網(wǎng)和接地故障診斷裝置之間的電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、中性點電壓調(diào)理與中斷信號電路、I/O調(diào)理電路和電源模塊。本發(fā)明實現(xiàn)了將電網(wǎng)的高電壓、大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流，并且能夠隔離電網(wǎng)與接地故障診斷裝置，過濾信號干擾，提高了精度。
文檔編號H03F3/45GK101871989SQ20091004984
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者張君, 王彤, 蔡旭, 陳海昆, 高偉國 申請人:上海市南供電設(shè)計有限公司;上海交通大學