一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，包括一端與異頻信號(hào)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(hào)與電壓測試電路測量的所需要的二次回路端電壓信號(hào)作為導(dǎo)納和相角測試電路的輸入信號(hào)，導(dǎo)納和相角測試電路輸出二次回路的導(dǎo)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(shí)現(xiàn)，可對(duì)二次回路進(jìn)行導(dǎo)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(diǎn)。
【專利說明】一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路

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

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，生活水平的提高，各種用電量的急劇增加，關(guān)口電能計(jì)量裝置應(yīng) 用也隨之增加，關(guān)口電能計(jì)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(guān)口電 能計(jì)量裝置的技術(shù)監(jiān)督管理，一般由各個(gè)省電力試驗(yàn)研究院進(jìn)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(shè)備對(duì)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(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，而后校正或更換；另一種就是電 能計(jì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)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(shè)備進(jìn)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(hào)對(duì)互感 器二次側(cè)進(jìn)行測量監(jiān)控，但是，工頻信號(hào)檢測二次側(cè)信號(hào)時(shí)，容易受變電站其它設(shè)備產(chǎn)生的 電磁信號(hào)干擾，為此，國內(nèi)外很多學(xué)者提出了一種異頻信號(hào)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(zhǔn)備測試電流互感器二次側(cè)回路的阻抗， 且不受工頻信號(hào)電流產(chǎn)生的電磁場的干擾，基于此，我們提出了一種電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí) 現(xiàn)的用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的 導(dǎo)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(diǎn)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
[0005] -種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，包括一端與異頻信號(hào)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(hào)與電壓測試電路測量的所需 要的二次回路端電壓信號(hào)作為導(dǎo)納和相角測試電路的輸入信號(hào)，導(dǎo)納和相角測試電路輸出 二次回路的導(dǎo)納幅值和相位幅值。
[0006] 所述異頻信號(hào)源用于向二次回路注入信號(hào)，信號(hào)的頻率為1. 6KHZ。
[0007] 所述電流測試電路為反相比例運(yùn)算電路，反相比例運(yùn)算電路由電阻R1、電阻R2及 運(yùn)算放大器U1組成，運(yùn)算放大器U1的負(fù)向輸入端與二次回路的輸出端相連，運(yùn)算放大器U1 的負(fù)向輸入端還通過電阻R1與運(yùn)算放大器U1的輸出端相連，運(yùn)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(yùn) 算放大器U2組成，運(yùn)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(yùn)算放大器U2的負(fù)向輸入端與運(yùn) 算放大器U2的輸出端相連，運(yùn)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(dǎo)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(dǎo)納和相角測試電路的輸入端相連。
[0010] 所述導(dǎo)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(hào)與電壓測試電路測量的 所需要的二次回路端電壓信號(hào)同向。
[0012] 所述運(yùn)算放大器U2和運(yùn)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(yùn)算放大器U2為0P07C，運(yùn)算放大器U1的為0P07。
[0015] 工作原理：1. 6KZH的異頻源信號(hào)V-SIN經(jīng)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(jīng)過二次回路中的電流測試電路形成后級(jí) 可以處理的信號(hào)V-I，二次回路端電壓經(jīng)過二次回路兩端電壓測試電路形成后級(jí)可以處理 的端電壓信號(hào)V-V，將ν-ν、ν-ι輸入到二次回導(dǎo)納和相角測試電路中，該二次回路導(dǎo)納和相 角測試電路輸出我們需要的二次回路的導(dǎo)納幅值和相角幅值，從而實(shí)現(xiàn)異頻法測試二次回 路的導(dǎo)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(shí)現(xiàn)，可對(duì)二次回路進(jìn)行導(dǎo)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(diǎn)，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(shè)備的成本。變電站現(xiàn)場的工頻信號(hào)很 強(qiáng)，如果用50HZ工頻信號(hào)測量導(dǎo)納和阻抗的話，所測導(dǎo)納和阻抗結(jié)果容易受50HZ工頻信號(hào) 干擾，用1. 6K的異頻信號(hào)測試二次回路的導(dǎo)納和阻抗，就不受工頻信號(hào)干擾，測會(huì)更準(zhǔn)確。 本電路所測導(dǎo)納和阻抗值與單獨(dú)的二次導(dǎo)納阻抗測試儀所測的值誤差為1%之內(nèi)。

【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(dǎo)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(shí)施方式】：
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0023] 如圖4所示，一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(dǎo)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(yùn)算電 路，反相比例運(yùn)算電路由電阻R1、電阻R2及運(yùn)算放大器U1組成，運(yùn)算放大器U1的負(fù)向輸入 端與二次回路的輸出端相連，運(yùn)算放大器U1的負(fù)向輸入端還通過電阻R1與運(yùn)算放大器U1 的輸出端相連，運(yùn)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(hào)源， V-SIN-G為V-SIN經(jīng)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(yùn)算電路， 該反相比例運(yùn)算電路由Rl、R2、U1組成，相應(yīng)的參數(shù)由圖1給出，該反相比例運(yùn)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(hào)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(yùn)算放大器U2組成，運(yùn)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(yùn)算放大器U2的負(fù)向輸入端與運(yùn)算放大器U2的輸出端相連，運(yùn)算放大器U2的輸 出端還與電阻R5相串連。
[0027] 該電路相應(yīng)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(hào)，反相跟隨使得該求差電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)，且與上述中 的V-I同方向，經(jīng)過該二次回路端電壓測試電路處理后的信號(hào)為V-V，V-V即為我們需要的 二次回路端電壓信號(hào)。
[0028] 如圖3所示，二次回路的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)的參數(shù)由圖3給出，其中U3 V-I 為集成電路AD8302,用于計(jì)算·的值和V-V、V-I的相角。AD8302輸出的YP-VAL、YP-PH 即導(dǎo)納幅值和相位幅值。
[0030] 所述運(yùn)算放大器U2和運(yùn)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(yùn)算放大器U2為0P07C，運(yùn)算放大器U1的為0P07。
[0033] 工作時(shí)，首先將1. 6KHZ的異頻信號(hào)源注入到二次回路中，然后對(duì)二次回路兩端的 電壓V-V及回路中的異頻電流V-I進(jìn)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Y(jié)P-VAL、YP-PH，這就是我們要求的導(dǎo)納幅值和相 位幅值。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，其特征是，包括一端與異 頻信號(hào)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(hào)與電壓測試電路測 量的所需要的二次回路端電壓信號(hào)作為導(dǎo)納和相角測試電路的輸入信號(hào)，導(dǎo)納和相角測試 電路輸出二次回路的導(dǎo)納幅值和相位幅值。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，其特 征是，所述異頻信號(hào)源用于向二次回路注入信號(hào)，信號(hào)的頻率為1. 6KHZ。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(yùn)算電路，反相比例運(yùn)算電路由電阻R1、電阻R2及運(yùn) 算放大器U1組成，運(yùn)算放大器U1的負(fù)向輸入端與二次回路的輸出端相連，運(yùn)算放大器U1 的負(fù)向輸入端還通過電阻R1與運(yùn)算放大器U1的輸出端相連，運(yùn)算放大器U1的輸出端還通 過電阻R2接地。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(yùn)算放 大器U2組成，運(yùn)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(yùn)算放大器U2的負(fù)向輸入端與運(yùn)算放 大器U2的輸出端相連，運(yùn)算放大器U2的輸出端還與電阻R5相串連。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)納和相角測試電路的輸入端相連。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，其特 征是，所述導(dǎo)納和相角測試電路為AD8302。
7. 如權(quán)利要求4所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，其特 征是，所述運(yùn)算放大器U2和運(yùn)算放大器U1的供電電源電壓為12V。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(hào)與電壓測試電路測量的所需 要的二次回路端電壓信號(hào)同向。
9. 如權(quán)利要求6所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)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(quán)利要求4所述的一種用于異頻導(dǎo)納法測試二次回路的導(dǎo)納和相角的電路，其 特征是，所述運(yùn)算放大器U2為0P07C，運(yùn)算放大器U1的為0P07。
【文檔編號(hào)】G01R25/00GK104049147SQ201410227617
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】楊劍, 常亮, 張曉東, 李永偉, 王運(yùn)全, 曲效武 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院