專(zhuān)利名稱(chēng)：微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。
二、 背景技術(shù)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，用電量也在不斷的增加，大量的大容量輸變電系統(tǒng)投入建 設(shè)和使用之中。同時(shí)，對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了更髙的要求，在發(fā)電、輸電、 變電系統(tǒng)中必然要使用大量的操作、控制、檢測(cè)、保護(hù)及通訊設(shè)備，這些設(shè)備必須釆用由 大容量蓄電池供電的直流系統(tǒng)供電，以提髙運(yùn)行的可靠性。然而，由于直流配電室在發(fā)、 配電場(chǎng)所中只有一個(gè)，并且位置相對(duì)固定，而采用直流系統(tǒng)供電的設(shè)備數(shù)量大且位置較為 分散，這就使得直流供電系統(tǒng)輸電線(xiàn)路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)， 直流供電線(xiàn)路發(fā)生老化，線(xiàn)路對(duì)地絕緣下降，接地故障時(shí)常發(fā)生。當(dāng)一點(diǎn)接地時(shí)，暫時(shí)不 影響這個(gè)直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行；但是，如果不迅速排除故障，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生異極性第二 點(diǎn)接地時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響直流供電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，有可能引起使用直流系統(tǒng)供電裝置 誤動(dòng)和拒動(dòng)；運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，直流接地不僅會(huì)造成繼電保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)，甚至?xí)斐刹?用直流控制的設(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng)，以至損壞設(shè)備，造成大面積停電、系統(tǒng)瓦解的嚴(yán)重后果。 因此，對(duì)于直流接地問(wèn)題，不能僅從一個(gè)變電站、 一個(gè)電廠(chǎng)角度分析問(wèn)題，要從整個(gè)電網(wǎng) 高度去考慮。因此，直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，對(duì)直流系統(tǒng)及整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，起 著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)， 一些科研及制造廠(chǎng)家生產(chǎn)的直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，可 以自動(dòng)判斷直流系統(tǒng)接地故障、接地線(xiàn)路號(hào)、接地電阻值、故障時(shí)間；其選線(xiàn)原理主要分 為注入信號(hào)法和漏電流檢測(cè)法。1、注入信號(hào)法是在直流系統(tǒng)中注入低頻信號(hào)的選線(xiàn)方法。 其在每條出線(xiàn)上加裝一交流電流互感器CT,正常時(shí)，穿過(guò)CT的直流電流和為0,不會(huì)引 起磁偏、磁飽和。當(dāng)系統(tǒng)接地時(shí)，人為地向直流系統(tǒng)注入一低頻信號(hào)，則該信號(hào)通過(guò)接地 點(diǎn)和母線(xiàn)構(gòu)成一閉合回路。此時(shí)，由各CT來(lái)檢測(cè)各支路的電流量，由此來(lái)確定接地線(xiàn)路。 這種選線(xiàn)方案必須在直流系統(tǒng)中注入低頻信號(hào)，人為的給直流供電系統(tǒng)加入了不必要的交 流干擾信號(hào)，對(duì)直流供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量造成不必要的影響；并且，隨著微機(jī)保護(hù)的使用， 一些廠(chǎng)家人為地在電源與大地間接抗干擾電容，這就使得回路支路電容增大，而這種選線(xiàn) 方案無(wú)法去除電容電流的影響，使選線(xiàn)難度增大，選線(xiàn)準(zhǔn)確率大大下降。由于采用傳輸模 擬信號(hào)的傳感器，每一只傳感器都必須單獨(dú)的將采集到的信號(hào)傳送給監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行分析， 因此，傳感器的接線(xiàn)、布線(xiàn)異常復(fù)雜，并且模擬信號(hào)的傳輸對(duì)電纜的要求較高，所以，信 號(hào)傳輸困難，其不適用于直流系統(tǒng)較為復(fù)雜的220KV及以上變電站，其適用范圍較小，影 響直流系統(tǒng)供電質(zhì)量。2、漏電流檢測(cè)法現(xiàn)有的漏電流檢測(cè)法是直接由模擬傳感器選線(xiàn) 的方法。當(dāng)直流系統(tǒng)無(wú)接地故障時(shí)，流過(guò)傳感器的漏電流為O,傳感器無(wú)信號(hào)輸出；當(dāng)直 流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，流過(guò)傳感器的漏電流不再為零，傳感器輸出信號(hào)并送到監(jiān)測(cè)主機(jī) 進(jìn)行分析。由于傳感器中的采樣線(xiàn)圏采用無(wú)源線(xiàn)圍，采樣線(xiàn)圍容易受到大電流和沖擊電流 的影響而產(chǎn)生自身剩磁，嚴(yán)重影響傳感器釆樣零點(diǎn)位置和對(duì)小信號(hào)的采樣精度，造成較大 的采樣誤差。由于傳感器剩磁的影響，使得傳感器輸出信號(hào)零飄較為嚴(yán)重，調(diào)節(jié)零漂過(guò)程
需要人為干預(yù)，且解決起來(lái)較為復(fù)雜、繁瑣。由于傳感器與主機(jī)之間釆用模擬信號(hào)傳輸, 其信號(hào)傳輸困難，傳感器距主機(jī)的距離不能太遠(yuǎn)。且每一個(gè)傳感器與主機(jī)之問(wèn)都必須有一 條單獨(dú)的電纜進(jìn)行連接，接線(xiàn)復(fù)雜，布線(xiàn)難度較大。總之，傳統(tǒng)漏電流檢測(cè)法的選線(xiàn)精度 非常低，而且安裝、接線(xiàn)、布線(xiàn)復(fù)雜，布線(xiàn)、調(diào)試較為困難，傳感器零漂問(wèn)題難以解決， 需要定期人工調(diào)零。 三、發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型就是解決現(xiàn)用技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種能消除剩磁影響，信號(hào)傳 輸不受任何干擾，選線(xiàn)快速、準(zhǔn)確的微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 一種徹機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝 置，它包括內(nèi)部設(shè)有采樣電路、雙重振蕩電路、比較電路、放大電路、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電 路和RS485通訊電路的數(shù)字傳感器和主機(jī)；數(shù)字傳感器套穿在各路直流回路的正負(fù)出線(xiàn) 上，主機(jī)機(jī)箱后部為后板接線(xiàn)端子，機(jī)箱內(nèi)部釆用插板式結(jié)構(gòu)，有插件，分別是主板、輸 入輸出板和電源板，它們固定在機(jī)箱內(nèi)的槽軌上，通過(guò)安裝在機(jī)箱內(nèi)的后板彼此連接，并 與后板接線(xiàn)端子連接；顯示板固定在前面板上，并通過(guò)電纜與主板連接；主板上安裝有有 兩對(duì)獨(dú)立的智能平衡橋系統(tǒng)的中央處理器CPU 、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路、上位機(jī)主分機(jī)通 信電路及顯示電路；輸入輸出板上主要有母線(xiàn)電壓采集電路、電壓檢測(cè)電路、信號(hào)放大電 路、絕緣檢測(cè)電路、產(chǎn)生土6V電路和報(bào)警輸出電路；母線(xiàn)電壓采集電路由分壓電路、反 向電路、放大電路、隔離電路和跟隨電路組成；分壓電路、放大電路都由相互連接的三部 分電路組成，第一部分分壓電路和放大電路之間連接有反向電路，分壓電路中電阻R33 一端接負(fù)母線(xiàn)輸入電壓DCl-，另一端與并聯(lián)的電阻RB1和熱敏電阻RT1的一端相連接， 并同時(shí)與并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ1和電容C7的一端連接，還同時(shí)連接反向電路的電阻R35 的一端，并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ1和電容C7的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB1和熱敏電阻RT1 的另一端串連電阻R34后接地，反向電路的電阻R35的另一端連接放大器U1D的輸入端 13腳，并同時(shí)通過(guò)電阻R36連接放大器U1D的輸出端14腳，放大器U1D的輸入端12腳 通過(guò)電阻R37接地，放大器U1D的輸出端14腳連接放大電路的放大器U1C的輸入端10 腳，放大器U1C的輸入端9腳通過(guò)電阻R38接地，并同時(shí)通過(guò)電容C01連接放大器U1C 的輸出端8腳，并同時(shí)連接隔離電路中光偶隔離器U3的15腳，放大器U1C的輸出端8 腳連接光偶隔離器U3的1腳；第二部分電路分壓電路中電阻R39 —端接正母線(xiàn)輸入電壓 DC1+F,另一端與并聯(lián)的電阻RB2和熱敏電阻RT2的一端相連接，并同時(shí)與并聯(lián)的穩(wěn)壓二 極管DZ〗和電容C8的一端連接，還同時(shí)連接放大電路的放大器U1A的輸入端3腳，并聯(lián) 的穩(wěn)壓二極管DZ2和電容C8的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB2和熱敏電阻RT2的另一端串 連電阻R40后接地，放大器U1A的輸入端2腳通過(guò)電阻R41接地，并同時(shí)通過(guò)電容C02 連接放大器U1A的輸出端1腳，并同時(shí)連接隔離電路中光偶隔離器U3的11腳，放大器 U1A的輸出端1腳連接光偶隔離器U3的6腳；第三部分電路分壓電路中電阻R42 —端接 合母輸入電壓DCHM,另一端與并聯(lián)的電阻RB3和熱敏電阻RT3的一端相連接，并同時(shí)與 并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ3和電容C9的一端連接，還同時(shí)連接放大電路的放大器U1B的輸入 端5腳，并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ3和電容C9的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB3和熱敏電阻RT3
的另一端串連電阻R43后接地，放大器U1B的輸入端6腳通過(guò)電阻R44接地，并同時(shí)通 過(guò)電容C03連接放大器U1B的輸出端7腳，連接隔離電路中光偶隔離器IM的5腳，放大 器U1B的輸出端7腳連接光偶隔離器U4的1腳；隔離電路由兩個(gè)光偶隔離器U3和U4組 成，光偶隔離器U3的6、 7腳互連，3、 4腳互連，8腳串聯(lián)電阻IU6后接地，4腳串聯(lián)電 阻R45后接地，12腳和6腳串聯(lián)后接+12V, IO腳與"腳串聯(lián)后接+5V, 9腳接跟隨電路 中比較器U7B的5腳，13腳連接跟隨電路中比較器U7A的3腳，光偶隔離器U4的2、 3 腳互連，4腳串聯(lián)電阻R47后接地，8腳接+12V, 6腳接+5V， 5腳接跟隨電路中比較器U7C 的10腳；跟隨電路由三部分電路組成，第一部分電路的比較器U7A的3腳還通過(guò)電位器 W1和電阻R70接地，2腳連接輸出端1腳，4腳接+5V ， ll腳接地，輸出端l腳輸出采樣 信號(hào)ADO-1到中央處理器CPU,第二部分電路的比較器U7B的5腳還通過(guò)電位器W2和電 阻R77接地，6腳連接輸出端7腳，輸出端7腳輸出采樣信號(hào)AD1-I到中央處理器CPU， 第三部分電路的比較器U7C的10腳還通過(guò)電位器W3和電阻R74接地，9腳連接輸出端8 腳，輸出端8腳輸出采樣信號(hào)AD4-I到中央處理器CPU。產(chǎn)生土6V電路中，電阻RE1 —端 接+12V,另一端接比較器UE的3端，同時(shí)連接電阻RE2的一端，電阻RE2的另一端接地， 比較器UE的4腳接地，三極管QE1、 QE2的集電極相連，并和比較器UE的6端相連，三 極管QE1、 QE2發(fā)射極相連，并輸出6VGND,同時(shí)輸出比較器UE的2端，三極管QE1的2 端接+12V, QE2的3端接地；電解電容El的正端接+12V,負(fù)端接6VGND;電解電容E2的 正端接6VGND,負(fù)端接地。
數(shù)字傳感器內(nèi)部設(shè)置的雙重振蕩電路由電容、電感和電阻組成，比較電路由精密放大 器A2、電容、二極管組成，放大電路由二極管、三極管和電阻組成，雙重振蕩電路的電 容C4和電阻R1并聯(lián)后， 一端接地，另一端接線(xiàn)圈L的一端，同時(shí)接比較電路中精密放大 器A2的2端，線(xiàn)圍L的另一端接電阻R2的一端，同時(shí)接電阻R20的一端，電阻R2的另 一端接精密放大器A2的3端，電容C3和電阻R3并聯(lián)后一端接地，另一端接精密放大器 A2的3端，精密放大器A2的7端接電源VCC,并通過(guò)電解電容E2接地，精密放大器A2 的4端接電源VSS,并通過(guò)電容C6接地，精密放大器A2的6端接電阻R20的一端，電阻 R20的另一端順接穩(wěn)壓二極管Z3、反接穩(wěn)壓二極管Z4后接地，電阻R20的另一端還順接 放大電路的二極管Dl, 二極管Dl的另一端通過(guò)電阻R6連接三極管Nl的基極，三極管Nl 的基極還逆接二極管D2后接地，三極管N1的發(fā)射極接地，集電極通過(guò)電阻R4接+5V電 源，同時(shí)集電極輸出信號(hào)給傳感器的單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路，傳感器的單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路 通過(guò)處理，判斷漏電流是否達(dá)到設(shè)定值，并把處理結(jié)果通過(guò)RS485通信設(shè)備傳送給主機(jī)。
本實(shí)用新型采用的軟件磁調(diào)制工作原理。軟件自動(dòng)跟蹤傳感器輸出電流變化，進(jìn)行及 時(shí)校正。采用有源傳感器，傳感器內(nèi)設(shè)有雙重振蕩電路，對(duì)剩磁進(jìn)行及時(shí)消磁，從而消除 剩磁影響。傳感器與主機(jī)采用數(shù)字傳輸技術(shù)，不受任何干擾，保證選線(xiàn)快速、準(zhǔn)確。當(dāng)直 流系統(tǒng)出現(xiàn)接地時(shí)，主機(jī)內(nèi)平衡電阻失去平衡，主機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，開(kāi)始巡檢套穿在各路直流 回路的正負(fù)出線(xiàn)上的數(shù)字傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)回路絕緣水平正常時(shí)，穿過(guò)傳感器的 直流電流大小相等，方向相反，即1-+1+-0,即流過(guò)傳感器的漏電流為零，此時(shí)振蕩電路 以占空比為50%的固定頻率振蕩，此時(shí)傳感器中的合成直流磁場(chǎng)為零，其輸出也就為零；
當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，回路中出現(xiàn)合成直流電流，即流過(guò)傳感器的漏電流不再為零， 這個(gè)漏電流將直接影響振蕩過(guò)程的占空比，漏電流越大則對(duì)占空比的影響越大，單片機(jī)數(shù) 字處理電路通過(guò)采集這一振蕩信號(hào)占空比的變化值，就可以計(jì)算出漏電流的大小，并通過(guò) 傳感器內(nèi)部的RS485通訊電路傳送給主機(jī)進(jìn)行處理。因此，主機(jī)通過(guò)巡回檢測(cè)各回路數(shù)字 傳感器的輸出是否為零，來(lái)判定直流系統(tǒng)接地故障回路。本實(shí)用新型選線(xiàn)速度快、選線(xiàn)準(zhǔn) 確率達(dá)100%。選線(xiàn)精度不受電容電流的影響，且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試量很小，是一種非常理想的直 流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。由于每個(gè)傳感器有其獨(dú)有的數(shù)字地址，并且RS485通訊總線(xiàn)以 并聯(lián)節(jié)點(diǎn)方式工作，所以，可以根據(jù)RS485通訊芯片帶載能力將許多傳感器并聯(lián)在一起連 接到監(jiān)控主機(jī)。這樣，傳感器與監(jiān)控主機(jī)之間的連接變得異常簡(jiǎn)單，并且RS485通訊距離 非常遠(yuǎn)，理論值可以達(dá)到1200M,所以傳感器與主機(jī)之間的安裝距離可以很遠(yuǎn)。監(jiān)控主機(jī) 的輸入、輸出板上的母線(xiàn)電壓采集電路釆用光偶隔離線(xiàn)性放大電路，隔絕高壓信號(hào)異常對(duì) 低壓電路的影響，保證運(yùn)行可靠性。提供主分機(jī)通訊接口，方便主分機(jī)系統(tǒng)的搭建，并每 臺(tái)監(jiān)控機(jī)都可以設(shè)置成主機(jī)或者分機(jī)，應(yīng)用靈活。適用于各個(gè)電壓等級(jí)的變電站、發(fā)電廠(chǎng)， 適用范圍廣，并可提供對(duì)DC220V、 DC100V、 DC48V、 DC24V直流系統(tǒng)絕緣的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。傳 感器連接簡(jiǎn)單只需使用5芯屏蔽電纜將傳感器并聯(lián)到監(jiān)控主機(jī)即可，傳輸距離遠(yuǎn)。
四以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述

圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖2為本實(shí)用新型中輸入輸出板上的母線(xiàn)電壓采集電路的電路原理圖3為本實(shí)用新型中輸入輸出板上的產(chǎn)生土6V電路的電路原理圖4為本實(shí)用新型中數(shù)字傳感器的雙重振蕩電路、比較電路和放大電路的電路原理圖。
五具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)施例包括包括采樣電路、雙重振蕩電路、比較電路、放大電路、單 片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路和RS485邇訊電路的數(shù)字傳感器和主機(jī)；主機(jī)機(jī)箱后部為接線(xiàn)端子和后 板接線(xiàn)端子，機(jī)箱內(nèi)部采用插板式結(jié)構(gòu)，有插件，分別是主板、輸入輸出板和電源板，它 們固定在機(jī)箱內(nèi)的槽軌上，通過(guò)安裝在機(jī)箱內(nèi)的后板彼此連接，并與后板接線(xiàn)端子連接； 顯示板固定在前面板上，并通過(guò)電纜與主板連接；主板上安裝有中央處理器CPU 、時(shí)鐘 電路、存儲(chǔ)電路、上位機(jī)主分機(jī)通信電路及顯示電路；輸入輸出板上主要有母線(xiàn)電壓采集 電路、電壓檢測(cè)電路、信號(hào)放大電路、絕緣檢測(cè)電路、產(chǎn)生土6V電路和報(bào)警輸出電路。
如圖2所示的母線(xiàn)電壓采集電路，其包括分壓電路、反向電路、放大電路、隔離電路 和跟隨電路。其中負(fù)母線(xiàn)輸入電壓DC1-在正常情況下是-110V直流電壓，通過(guò)電阻R33、 RB1、 RT1、 RM分壓后，輸入給放大器U1D的電壓大概只有1點(diǎn)幾伏電壓，確保了后級(jí)AD 轉(zhuǎn)換電壓在^以?xún)?nèi)。熱敏電阻RT1是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)溫度升髙時(shí)，電阻值下降， 這就保持了 R33、 RB1、 RT1、 R"構(gòu)成的分壓電路的分壓穗定。DZ1穩(wěn)壓二極管使輸入給 放大器U1D的最大電壓鉗位在-5V，電容C7是濾波電容，濾除干擾信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)放大器 U1D。第一級(jí)的放大器U1D通過(guò)電阻R35、 R36構(gòu)成放大倍數(shù)為1的反向放大器，這樣就把
輸入負(fù)電壓變成了正電壓輸出給第二級(jí)放大器U1C。 U1C通過(guò)負(fù)反饋使電路輸出電壓趨向 維持恒定，但反饋信號(hào)DC1-FK是通過(guò)光藕隔離后輸出，光藕是慢速器件，在U1C剛上電 工作時(shí)，光藕并沒(méi)有DC1-FK輸出，所以加上電容COl,讓COl來(lái)提供剛上電時(shí)的反饋信 號(hào)給U1C,避免發(fā)生自激振蕩，使電路工作穩(wěn)定。U1C輸出信號(hào)通過(guò)光藕隔離后輸出給下 級(jí)U7A,輸出信號(hào)和反饋信號(hào)通過(guò)光藕隔離后輸出，并且驅(qū)動(dòng)電源也不同， 一個(gè)是+5V, 另一個(gè)是+12V，這樣就避免了干擾信號(hào)串入AD轉(zhuǎn)換。比較器U7A構(gòu)成電壓跟隨器，電壓 跟隨器的輸入阻抗大，輸出阻抗小，這樣就起到輸入阻抗匹配，增加后級(jí)電路的帶載能力。
正母線(xiàn)輸入電壓DC1+F在正常情況下是110V直流電壓，通過(guò)電阻R39、 RB2、 RT2、 R40 分壓，輸入給放大器U1A的電壓大概只有1點(diǎn)幾伏電壓，確保了后級(jí)AD轉(zhuǎn)換電壓在5V 以?xún)?nèi)。熱敏電阻RT2是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電沮，這就保持了R39、 RB2、 RT2、 R40構(gòu)成的分 壓電路的分壓穩(wěn)定。DZ2穩(wěn)壓二極管使輸入給放大器U1A的最大電壓鉗位在5V，電容C8 是濾波電容，濾除干擾信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)放大器U1A, U1A通過(guò)負(fù)反饋使電路輸出電壓趨向 維持恒定，電容C02提供剛上電時(shí)的反饋信號(hào)給U1A,避免發(fā)生自激振蕩，使電路工作穩(wěn) 定。U1A輸出信號(hào)通過(guò)光藕隔離后輸出給下級(jí)U7B，輸出信號(hào)和反饋信號(hào)通過(guò)光藕隔離后 輸出，并且驅(qū)動(dòng)電源也不同， 一個(gè)是+5V，另一個(gè)是+12V,這樣就避免了干擾信號(hào)串入AD 轉(zhuǎn)換。U7B構(gòu)成電壓跟隨器，起到輸入阻抗匹配，增加后級(jí)電路的帶載能力。
合母輸入電壓DC服在正常情況下為IIOV直流電壓，通過(guò)電阻R42、 RB3、 RT3和R43 分壓，輸入給放大器U1B的電壓大概只有1點(diǎn)幾伏電壓，確保了后級(jí)AD轉(zhuǎn)換電壓在5V 以?xún)?nèi)。熱敏電阻RT3是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，這就保持了R42、 RB3、 RT3、 R42構(gòu)成的分 壓電路的分壓穩(wěn)定。DZ3穩(wěn)壓二極管使輸入給U1B的最大電壓鉗位在5V，電容C9是濾波 電容，濾除干擾信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)放大器U1B。 U1B通過(guò)負(fù)反饋使電路輸出電壓趨向維持恒 定，電容C03來(lái)提供剛上電時(shí)的反饋信號(hào)給U1B,避免發(fā)生自激振蕩，使電路工作穩(wěn)定。 U1B輸出信號(hào)通過(guò)光藕隔離后輸出給下級(jí)U7C，輸出信號(hào)和反饋信號(hào)通過(guò)光藕隔離后輸出， 并且驅(qū)動(dòng)電源也不同， 一個(gè)是+5V,另一個(gè)是+12V,這樣就避免了干擾信號(hào)串入AD轉(zhuǎn)換。 U7C構(gòu)成電壓比較器，起到輸入阻抗匹配，增加后級(jí)電路的帶載能力。
如圖3所示的土W產(chǎn)生電路，由于第一級(jí)運(yùn)算放大器采用土6V供電，而電源中并無(wú) 此電源輸出，所以增加了 土6V產(chǎn)生電路。其原理是給+ 12V電源輸出提供一個(gè)中性點(diǎn)地線(xiàn)。 兩個(gè)三極管QE1、 QE2輪流導(dǎo)通為產(chǎn)生的土6V電路提供通流回路，電解電容E1、 E2儲(chǔ)能 濾波提高供電質(zhì)量。
如圖4所示，電容(M和R1的兩端并聯(lián)，Rl的一端接地，另一端接線(xiàn)圏L的一端， 同時(shí)接精密放大器A2的2端，L的另一端接R2的一端，同時(shí)接R20的一端，R2的另一端 接A2的3端，C3和R3的兩端并聯(lián)，R3的一端接地，另 一端接A2的3端，A2的7端接 VCC，并通過(guò)電容E2接地，濾除雜波，A2的4端接VSS，并通過(guò)電容C6接地濾波，A2的 6端接IU0的一端，R20的另一端通過(guò)Z3、 Z4后接地，同時(shí)接D1的一端，Dl的另一端接 R6, R6的另一端接三極管N1的基極，同時(shí)接D2的負(fù)端，D2的正端接N1的發(fā)射極，并接 地，Nl的集電極通過(guò)M接+5V,同時(shí)集電極輸出信號(hào)給傳感器上的CPU，傳感器上的CPU 通過(guò)處理，判斷漏電流是否達(dá)到設(shè)定值，CPU并把處理結(jié)果通過(guò)RS485通信傳送給主機(jī)。
權(quán)利要求1、一種微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器和主機(jī)；傳感器套穿在各路直流回路的正負(fù)出線(xiàn)上，主機(jī)機(jī)箱后部為后板接線(xiàn)端子，機(jī)箱內(nèi)部采用插板式結(jié)構(gòu)，有插件，分別是主板、輸入輸出板和電源板，它們固定在機(jī)箱內(nèi)的槽軌上，通過(guò)安裝在機(jī)箱內(nèi)的后板彼此連接，并與后板接線(xiàn)端子連接；顯示板固定在前面板上，并通過(guò)電纜與主板連接；主板上安裝有中央處理器CPU、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路和顯示電路；輸入輸出板上主要有母線(xiàn)電壓采集電路、電壓檢測(cè)電路、信號(hào)放大電路、絕緣檢測(cè)電路和報(bào)警輸出電路；其特征是傳感器為內(nèi)部設(shè)有采樣電路、雙重振蕩電路、比較電路、放大電路、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路和RS485通訊電路的數(shù)字傳感器；中央處理器CPU內(nèi)部有兩對(duì)獨(dú)立的智能平衡橋系統(tǒng)，主板上還安裝有上位機(jī)主分機(jī)通信電路，輸入輸出板還有產(chǎn)生±6V電路；母線(xiàn)電壓采集電路由分壓電路、反向電路、放大電路、隔離電路和跟隨電路組成；分壓電路、放大電路都由相互連接的三部分電路組成，第一部分分壓電路和放大電路之間連接有反向電路，分壓電路中電阻R33一端接負(fù)母線(xiàn)輸入電壓DC1-，另一端與并聯(lián)的電阻RB1和熱敏電阻RT1的一端相連接，并同時(shí)與并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ1和電容C7的一端連接，還同時(shí)連接反向電路的電阻R35的一端，并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ1和電容C7的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB1和熱敏電阻RT1的另一端串連電阻R34后接地，反向電路的電阻R35的另一端連接放大器U1D的輸入端13腳，并同時(shí)通過(guò)電阻R36連接放大器U1D的輸出端14腳，放大器U1D的輸入端12腳通過(guò)電阻R37接地，放大器U1D的輸出端14腳連接放大電路的放大器U1C的輸入端10腳，放大器U1C的輸入端9腳通過(guò)電阻R38接地，并同時(shí)通過(guò)電容C01連接放大器U1C的輸出端8腳，并同時(shí)連接隔離電路中光偶隔離器U3的15腳，放大器U1C的輸出端8腳連接光偶隔離器U3的1腳；第二部分電路分壓電路中電阻R39一端接正母線(xiàn)輸入電壓DC1+F，另一端與并聯(lián)的電阻RB2和熱敏電阻RT2的一端相連接，并同時(shí)與并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ2和電容C8的一端連接，還同時(shí)連接放大電路的放大器U1A的輸入端3腳，并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ2和電容C8的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB2和熱敏電阻RT2的另一端串連電阻R40后接地，放大器U1A的輸入端2腳通過(guò)電阻R41接地，并同時(shí)通過(guò)電容C02連接放大器U1A的輸出端1腳，并同時(shí)連接隔離電路中光偶隔離器U3的11腳，放大器U1A的輸出端1腳連接光偶隔離器U3的6腳；第三部分電路分壓電路中電阻R42一端接合母輸入電壓DCHM，另一端與并聯(lián)的電阻RB3和熱敏電阻RT3的一端相連接，并同時(shí)與并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ3和電容C9的一端連接，還同時(shí)連接放大電路的放大器U1B的輸入端5腳，并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ3和電容C9的另一端接地，并聯(lián)的電阻RB3和熱敏電阻RT3的另一端串連電阻R43后接地，放大器U1B的輸入端6腳通過(guò)電阻R44接地，并同時(shí)通過(guò)電容C03連接放大器U1B的輸出端7腳，連接隔離電路中光偶隔離器U4的5腳，放大器U1B的輸出端7腳連接光偶隔離器U4的1腳；隔離電路由兩個(gè)光偶隔離器U3和U4組成，光偶隔離器U3的6、7腳互連，3、4腳互連，8腳串聯(lián)電阻R46后接地，4腳串聯(lián)電阻R45后接地，12腳和6腳串聯(lián)后接+12V，10腳與14腳串聯(lián)后接+5V，9腳接跟隨電路中比較器U7B的5腳，13腳連接跟隨電路中比較器U7A的3腳，光偶隔離器U4的2、3腳互連，4腳串聯(lián)電阻R47后接地，8腳接+12V，6腳接+5V，5腳接跟隨電路中比較器U7C的10腳；跟隨電路由三部分電路組成，第一部分電路的比較器U7A的3腳還通過(guò)電位器W1和電阻R70接地，2腳連接輸出端1腳，4腳接+5V，11腳接地，輸出端1腳輸出采樣信號(hào)AD0-I到中央處理器CPU，第二部分電路的比較器U7B的5腳還通過(guò)電位器W2和電阻R77接地，6腳連接輸出端7腳，輸出端7腳輸出采樣信號(hào)AD1-I到中央處理器CPU，第三部分電路的比較器U7C的10腳還通過(guò)電位器W3和電阻R74接地，9腳連接輸出端8腳，輸出端1腳輸出采樣信號(hào)AD4-I到中央處理器CPU。產(chǎn)生±6V電路中，電阻RE1一端接+12V，另一端接比較器UE的3端，同時(shí)連接電阻RE2的一端，電阻RE2的另一端接地，比較器UE的4腳接地，三極管QE1、QE2的集電極相連，并和比較器UE的6端相連，三極管QE1、QE2發(fā)射極相連，并輸出6VGND，同時(shí)輸出比較器UE的2端，三極管QE1的2端接+12V，QE2的3端接地；電解電容E1的正端接+12V，負(fù)端接6VGND；電解電容E2的正端接6VGND，負(fù)端接地。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述的數(shù) 字傳感器內(nèi)部設(shè)置的雙重振蕩電路由電容、電感和電阻組成，比較電路由精密放大器 A2、電容、二極管組成，放大電路由二極管、三極管和電阻組成，雙重振蕩電路的電容 C4和電阻R1并聯(lián)后， 一端接地，另一端接線(xiàn)圍L的一端，同時(shí)接比較電路中精密放大 器A2的2端，線(xiàn)圍L的另一端接電阻R2的一端，同時(shí)接電阻R20的一端，電阻R2的 另一端接精密放大器A2的3端，電容C3和電阻R3并聯(lián)后一端接地，另一端接精密放 大器A2的3端，精密放大器A2的7端接電源VCC，并通過(guò)電解電容E2接地，精密放 大器A2的4端接電源VSS，并通過(guò)電容C6接地，精密放大器A2的6端接電阻R20的 一端，電阻R20的另一端順接穩(wěn)壓二極管Z3、反接穩(wěn)壓二極管Z4后接地，電阻R20的 另一端還順接放大電路的二極管D1， 二極管D1的另一端通過(guò)電阻R6連接三極管N1的 基極，三極管Nl的基極還逆接二極管D2后接地，三極管N1的發(fā)射極接地，集電極通 過(guò)電阻R4接+5V電源，同時(shí)集電極輸出信號(hào)給傳感器的單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，它包括內(nèi)部設(shè)有采樣電路、雙重振蕩電路、比較電路、放大電路、單片機(jī)數(shù)據(jù)處理電路和RS485通訊電路的數(shù)字傳感器和主機(jī)；主機(jī)機(jī)箱內(nèi)部主板、輸入輸出板和電源板，通過(guò)安裝在機(jī)箱內(nèi)的后板彼此連接，并與后板接線(xiàn)端子連接；主板上安裝有有兩對(duì)獨(dú)立的智能平衡橋系統(tǒng)的中央處理器CPU、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)電路、上位機(jī)主分機(jī)通信電路及顯示電路；輸入輸出板上主要有母線(xiàn)電壓采集電路、產(chǎn)生±6V電路和報(bào)警輸出電路。本實(shí)用新型能消除剩磁影響，信號(hào)傳輸不受任何干擾，接線(xiàn)、布線(xiàn)異常簡(jiǎn)單，傳輸信號(hào)遠(yuǎn)，選線(xiàn)快速、準(zhǔn)確。適用于各個(gè)電壓等級(jí)的變電站、發(fā)電廠(chǎng)，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G01R19/145GK201000467SQ200720100390
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
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