CN102590591A - 监测电流互感器状态的检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种监测电流互感器状态的检测电路，串接在互感器和微处理器电路之间。微处理器根据来自检测电路的信号判断当前电流互感器的工作状态。本发明检测电路独立于电流信号采集电路，克服了电流采集信号受电流互感器状态信号影响的缺点，提高了智能断路器的电流测量精度。

Description

监测电流互感器状态的检测电路
技术领域
本发明涉及电路断路器领域，具体涉及一种监测电流互感器状态的检测电路。
背景技术
随着现代电力电子和计算机技术的发展，人们对智能电器的可靠性提出了更多新要求。断路器是低压配电系统中的重要元件，其工作可靠性不言而喻。智能控制器作为断路器的中枢部件，是实现断路器智能化的核心。电流互感器在电流测量和继电保护中的作用长期以来具有不可替代的地位，通常有测量线圈和能量线圈两部分组成。在低压配电系统中，整个电流互感器套在断路器主回路母线上，测量线圈感应输出的电压在数值上与一次电流成正比，作为智能控制器的在线参数测量、保护信号输入；能量线圈感应出自身电势作为智能控制器工作电源之一。电流互感器作为智能控制器工作的基础，其性能指标及工作状态直接决定了智能断路器的性能及可靠性。因此，监测电流互感器的工作状态成为提高智能断路器工作可靠性的重要功能。
在现有技术中，因断路器使用时间较长、环境较复杂，电流互感器需具有较好的可靠性，保证断路器正常工作。当电流互感器断线时，因智能控制器具有很高的输入阻抗，会感应出一个非正常信号，影响断路器的正常工作，严重时会导致断路器误动作。目前，大多数智能断路器均不具有对电流互感器状态的监测功能，而少数带有电流互感器状态监测功能的断路器，其监测方法主要是通过在电流互感器与电流信号采集电路之间引入一个较小的直流分量或加入一个接地电阻，再对电流信号采集电路的输出进行AD转换和处理，来判断电流互感器的状态。
上述方法的缺点是：用于判断电流互感器状态的信号叠加在电流信号采集电路上，会影响电流信号采集电路的正常输出信号，从而降低智能断路器的电流测量精度。
发明内容
本发明目的是提供一种监测电流互感器状态的检测电路，此检测电路独立于电流信号采集电路，克服了电流采集信号受电流互感器状态信号影响的缺点，提高了智能断路器的电流测量精度。另外，通过本电路还可以实现MCR保护功能，简化了硬件电路，使智能断路器具有更高的安全可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
本发明采用的另一个技术方案是：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接地；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明监测电流互感器状态的检测电路，其独立于电流信号采集电路，克服了电流采集信号受电流互感器状态信号影响的缺点，提高了智能断路器的电流测量精度；其次，本发明检测电路通过本电路还可以实现MCR保护功能，简化了硬件电路，使智能断路器具有更高的安全可靠性。
附图说明
附图1为本发明实施例1的检测电路原理图；
附图2为本发明实施例2的检测电路原理图；
附图3为本发明实施例3的检测电路原理图；
附图4为本发明实施例4的检测电路原理图；
附图5为本发明实施例5的检测电路原理图；
附图6为本发明实施例6的检测电路原理图。
具体实施方式
实施例1：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
上述内容具体解释如下。
一种监测电流互感器状态的电路，由电流互感器二次线圈L1、电阻R1，R4，R5、电容C1，C2、运算放大器N1组成。电阻R1，R4、电容C1、运算放大器N1组成反相比例积分电路，对电流采样信号的幅值和相位进行调整，作为MCR保护功能的电流信号采集电路，但独立于电流测量的信号采集电路，且不影响电流互感器的输出信号。电阻R5、电容C2组成RC滤波电路，对电流信号采集电路输出的信号进行滤波后再送入微处理器的AD转换器，微处理器根据AD采样值的不同来判断电流互感器的状态。N1的3脚电平为V3＝Vref，当电流互感器二次线圈L1连接正常时，N1的1脚输出直流电平为当电流互感器二次线圈L1连接开路时，N1的1脚输出直流电平为V3＝Vref。
实施例2：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接地；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
上述内容具体解释如下。
一种监测电流互感器状态的电路，由电流互感器二次线圈L1、电阻R1，R4，R5、电容C1，C2、运算放大器N1组成。电阻R1、电容C1组成无源RC积分网络，对电流采样信号的幅值和相位进行调整。电阻R4、运算放大器N1组成反相比例电路，调整经过RC积分网络后电流信号的幅值，作为MCR保护功能的电流信号采集电路，但独立于电流测量的信号采集电路，且不影响电流互感器的输出信号。电阻R5、电容C2组成RC滤波电路，对电流信号采集电路输出的信号进行滤波后再送入微处理器的AD转换器，微处理器根据AD采样值的不同来判断电流互感器的状态。N1的3脚电平为V3＝Vref，当电流互感器二次线圈L1连接正常时，N1的1脚输出直流电平为
Figure BDA0000140528340000032
当电流互感器二次线圈L1连接开路时，N1的1脚输出直流电平为V3＝Vref。
实施例3：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第二电阻一端接电源，另一端接第一放大器正输入端；第三电阻一端接地，另一端接第一放大器正输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端。
上述内容具体解释如下。
一种监测电流互感器状态的电路，由电流互感器二次线圈L1、电阻R1，R2，R3，R4，R5、电容C1，C2、运算放大器N1组成。电阻R1，R2，R3，R4、电容C1、运算放大器N1组成反相比例积分电路，对电流采样信号的幅值和相位进行调整，作为MCR保护功能的电流信号采集电路，但独立于电流测量的信号采集电路，且不影响电流互感器的输出信号。电阻R5、电容C2组成RC滤波电路，对电流信号采集电路输出的信号进行滤波后再送入微处理器的AD转换器，微处理器根据AD采样值的不同来判断电流互感器的状态。N1的3脚电平为
Figure BDA0000140528340000041
，V3＝Vref，当电流互感器二次线圈L1连接正常时，N1
Figure BDA0000140528340000042
实施例4：一种监测电流互感器状态的检测电路，包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第三电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第二电阻一端接电源，另一端接第一放大器正输入端；第三电阻一端接地，另一端接第一放大器正输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接地。
上述内容具体解释如下。
一种监测电流互感器状态的电路，由电流互感器二次线圈L1、电阻R1，R2，R3，R4，R5、电容C1，C2、运算放大器N1组成。电阻R1、电容C1组成无源RC积分网络，对电流采样信号的幅值和相位进行调整。电阻R2，R3，R4、运算放大器N1组成反相比例电路，调整经过RC积分网络后电流信号的幅值，作为MCR保护功能的电流信号采集电路，但独立于电流测量的信号采集电路，且不影响电流互感器的输出信号。电阻R5、电容C2组成RC滤波电路，对电流信号采集电路输出的信号进行滤波后再送入微处理器的AD转换器，微处理器根据AD采样值的不同来判断电流互感器的状态。N1的3脚电平为
Figure BDA0000140528340000051
V3＝Vref，当电流互感器二次线圈L1连接正常时，N1的1脚
实施例5和实施例6为监测电流互感器状态的相同工作原理下，参考电压Vref的其它获得方式举例。在图5中V1为稳压管，在图6中N2为三端稳压器。参考电压的获得方式不仅限于本专利中所提到的方式，其它产生基准电压的电路都在本专利所述范围内。
采用上述监测电流互感器状态的检测电路时，其独立于电流信号采集电路，克服了电流采集信号受电流互感器状态信号影响的缺点，提高了智能断路器的电流测量精度；其次，本发明检测电路通过本电路还可以实现MCR保护功能，简化了硬件电路，使智能断路器具有更高的安全可靠性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种监测电流互感器状态的检测电路，其特征在于：包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
2.根据权利要求1所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由第二电阻和第三电阻分压获得，第二电阻和第三电阻串联后，一端接电源，另一端接地；在第二电阻和第三电阻之间引出的电压为参考电压。
3.根据权利要求1所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由第二电阻和稳压管组成电路获得，第二电阻和稳压管串联后，一端接电源，另一端接地；在第二电阻和稳压管之间引出的电压为参考电压。
4.根据权利要求1所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由集成稳压模块产生，集成稳压模块输入端接电源，地端接地，输出端为参考电压。
5.一种监测电流互感器状态的检测电路，其特征在于：包括第一电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容，第二电容，第一放大器；第一电阻一端接电流互感器，另一端接第一放大器负输入端；第四电阻一端接第一放大器负输入端，另一端接第一放大器输出端；第五电阻一端接第一放大器输出端，另一端接入微处理器电路；第一电容一端接第一放大器负输入端，另一端接地；第二电容一端接地，另一端接第五电阻和微处理器电路之间；第一放大器的正输入端接参考电压。
6.根据权利要求5所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由第二电阻和第三电阻分压获得，第二电阻和第三电阻串联后，一端接电源，另一端接地；在第二电阻和第三电阻之间引出的电压为参考电压。
7.根据权利要求5所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由第二电阻和稳压管组成电路获得，第二电阻和稳压管串联后，一端接电源，另一端接地；在第二电阻和稳压管之间引出的电压为参考电压。
8.根据权利要求5所述的检测模块，其特征在于：所述参考电压由集成稳压模块产生，集成稳压模块输入端接电源，地端接地，输出端为参考电压。
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