CN103884960A

CN103884960A - 高压行波检测pt

Info

Publication number: CN103884960A
Application number: CN201310754044.9A
Authority: CN
Inventors: 徐文浩; 朱寅; 袁海燕
Original assignee: ZHENJIANG HAIBEI INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHENJIANG HAIBEI INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: CN103884960B

Abstract

本发明公开了一种高压行波检测PT，包括高压降压部分，信号放大部分，所述高压降压部分包括放电管、多个无感电阻，所述多个无感电阻进行串联，在串联电路的两端接入高压，多个无感电阻进行串联分压，在分压输出端采用多个电阻进行并联，并在输出端并联接入一个放电管；所述信号放大部分将降压后的信号分别送入两个放大器的正输入端进行信号的同相差分放大。本发明采用电阻分压方式传变高频电压行波，由于电阻分压能完整的保持降压前后信号的真实度，有效的避免了降压过程中信号失真的情况，实现了故障电压行波的正确传变。

Description

高压行波检测PT

技术领域

本发明涉及一种PT，尤其涉及一种对高压行波进行检测的PT，属于电力设备技术领域。

背景技术

在高压电网发生故障后，准确迅速地找到故障点对及时修复线路，快速恢复供电具有重要意义。近年来，行波故障定位及测距技术迅速发展，行波信号的有效提取是高压电网行波保护和行波故障定位的前提，而行波信号能否有效提取依赖于互感器是否能正确地传变高频暂态量。研究表明，电流互感器可以传变高达100kHz的电流行波信号，但是对于高频电压行波的传变是个难题，目前，在高压电网上广泛使用的电容式电压互感器(CVT)由于截止频率太低，行波传变特性不佳，电压行波定位及测距法的应用受到极大限制。因此，研究一种能正确传变电压行波的高压行波检测PT(电压互感器)，对行波故障定位及测距技术的应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压行波检测PT，实现对高频电压行波的正确传变。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种高压行波检测PT，包括高压降压部分1，信号放大部分2，所述高压降压部分1包括放电管、多个无感电阻，所述多个无感电阻进行串联，在串联电路的两端接入高压，多个无感电阻进行串联分压，在分压输出端采用多个电阻进行并联，并在输出端并联接入一个放电管；所述信号放大部分2将降压后的信号分别送入两个放大器的正输入端进行信号的同相差分放大。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述高压行波检测PT，其中高压降压部分1包括电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、放电管D101，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105为无感电阻，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、放电管D101依次串接成串联电路，10KV电压接于所述串联电路的两端，所述电阻R104、电阻R105并联连接在放电管D101两端，从放电管D101的两端引出输出端PT1-1、PT2-1，所述电阻R104与电阻R105电阻值相同；其中信号放大部分2包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、可调电阻VR1、可调电阻VR2，电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、运算放大器U1A、运算放大器U1B，所述运算放大器U1A、运算放大器U1B的型号为TLC082AID；所述电阻R1一端与高压降压部分1的输出端PT1-1相连，电阻R1另一端与电阻R3一端串联连接，电阻R3的另一端接入运算放大器U1A的正输入端，所述电阻R2一端接地，电阻R2另一端与电阻R4一端串联连接，电阻R4另一端接入运算放大器U1A的负输入端，所述电阻R10一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R10另一端为信号放大部分2输出端口IN1P；所述电容C7与电阻R7并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的正输入端，另一端接地；所述电容C8与电阻R8并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的负输入端，另一端连接运算放大器U1A的输出端；所述电阻R5一端与运算放大器U1A的正输入端连接，所述电阻R6一端与运算放大器U1A的负输入端连接，所述电阻R5、电阻R6的另一端分别与可调电阻VR1的两个非调节端相连，所述可调电阻VR1的调节端接地；所述运算放大器U1A的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源；所述电阻R11一端与高压降压部分1的输出端PT2-1相连，电阻R11另一端与电阻R13一端串联连接，电阻R13的另一端接入运算放大器U1B的正输入端，所述电阻R12一端接地，电阻R12另一端与电阻R14一端串联连接，电阻R14另一端接入运算放大器U1B的负输入端，所述电阻R20一端与运算放大器U1B的输出端连接，电阻R20另一端为信号放大部分2输出端口IN2P；所述电容C9与电阻R17并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的正输入端，另一端接地；所述电容C10与电阻R18并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的负输入端，另一端连接运算放大器U1B的输出端；所述电阻R15一端与运算放大器U1B的正输入端连接，所述电阻R16一端与运算放大器U1B的负输入端连接，所述电阻R15、电阻R16的另一端分别与可调电阻VR2的两个非调节端相连，所述可调电阻VR2的调节端接地；所述运算放大器U1B的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用电阻分压方式传变高频电压行波，由于电阻分压能完整的保持降压前后信号的真实度，有效的避免了降压过程中信号失真的情况，实现了故障电压行波的正确传变，对行波故障定位及测距具有重要意义。采用无感电阻可以避免因高压经过一般电阻时产生的电感而影响输出。采用多个小电阻串联分压，可以避免单个大电阻直接降压容易出现的负荷过大的现象，保障产品的耐久性。

附图说明

图1是本发明的高压降压部分电路图；

图2是本发明的信号放大部分电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明高压行波检测PT，包括高压降压部分1，信号放大部分2，所述高压降压部分1包括放电管、多个无感电阻，所述多个无感电阻进行串联，在串联电路的两端接入高压，多个无感电阻进行串联分压，在分压输出端采用多个电阻进行并联，并在输出端并联接入一个放电管；所述信号放大部分2将降压后的信号分别送入两个放大器的正输入端进行信号的差分放大。

以下为应用于10KV电网线路的实施例，如图1所示，高压行波检测PT的高压降压部分1包括电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、放电管D101，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105为无感电阻，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、放电管D101依次串接成串联电路，10KV电压接于所述串联电路的两端，所述电阻R104、电阻R105并联连接在放电管D101两端，从放电管D101的两端引出输出端PT1-1、PT2-1，所述电阻R104与电阻R105电阻值相同。

高压降压电路中，电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104及电阻R105起到对10KV输入的分压作用，采用两个同样大小的电阻并联作为输出端(本实施例采用电阻R104与电阻R105并联采样)，以确保在一个电阻损坏的情况下输出端电压稳定，避免了只用一个电阻作为输出端，电阻出现损坏时，输出端电压变高，造成输入电压过高而损坏电子PT的情况。进一步地，放电管D101在电阻R104和电阻R105都损坏的情况下，保证输出端电压不会因大幅度增加而损坏负载器件。采用无感电阻可以避免因高压经过一般电阻时产生的电感而影响输出。采用数量较多的小电阻串联分压，可以避免单个大电阻直接降压容易出现的负荷过大的现象，保障产品的耐久性。由于采用多个电阻串联分压，为避免高压在两个电阻之间产生电弧效应的情况，应将电阻之间设置足够的安全距离。

采用电阻分压方式降压，由于电阻分压能完整的保持降压前后信号的真实度，有效的避免了降压过程中信号失真的情况。解决了现有的电容式电压互感器不能正确地传变电压行波高频暂态量的技术问题。

本发明采用同相输入，将降压后的信号分别送入两个放大器的正输入端进行信号的差分放大。

由于高压降压电路采用电阻分压的方式，导致高压分压后输出电流过小，如果将信号接入放大器负输入端，此时放大器放大的公式为：V=-IR，其中V为输入电压，R为放大器输入端接入的电阻，I等同于输入电流。通过放大器的工作原理可知，负输入端需要供给一定的电流才能工作，此电流是从输入电流中分得的，由于此时信号的电流量很小，会出现由于输入电流过小，而无法实现放大功能的情况。本发明采用放大器由电源供电，将信号接入放大器正输入端，此时放大器放大的公式为：Vout=Vin(1+Rf/R)，此时放大跟输入电流无关，就可以很好的避免输入电流过小而无法放大情况。

采用同相差分方式放大，可以使得信号中的干扰信号得到很好的滤除，最终得到的信号具有良好的线性度。

信号放大部分2的电路图如图2所示。

信号放大部分2包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、可调电阻VR1、可调电阻VR2，电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、运算放大器U1A、运算放大器U1B，所述运算放大器U1A、运算放大器U1B的型号为TLC082AID。

所述电阻R1一端与高压降压部分1的输出端PT1-1相连，电阻R1另一端与电阻R3一端串联连接，电阻R3的另一端接入运算放大器U1A的正输入端，所述电阻R2一端接地，电阻R2另一端与电阻R4一端串联连接，电阻R4另一端接入运算放大器U1A的负输入端，所述电阻R10一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R10另一端为信号放大部分2输出端口IN1P；所述电容C7与电阻R7并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的正输入端，另一端接地；所述电容C8与电阻R8并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的负输入端，另一端连接运算放大器U1A的输出端；所述电阻R5一端与运算放大器U1A的正输入端连接，所述电阻R6一端与运算放大器U1A的负输入端连接，所述电阻R5、电阻R6的另一端分别与可调电阻VR1的两个非调节端相连，所述可调电阻VR1的调节端接地；所述运算放大器U1A的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源。

所述电阻R11一端与高压降压部分1的输出端PT2-1相连，电阻R11另一端与电阻R13一端串联连接，电阻R13的另一端接入运算放大器U1B的正输入端，所述电阻R12一端接地，电阻R12另一端与电阻R14一端串联连接，电阻R14另一端接入运算放大器U1B的负输入端，所述电阻R20一端与运算放大器U1B的输出端连接，电阻R20另一端为信号放大部分2输出端口IN2P；所述电容C9与电阻R17并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的正输入端，另一端接地；所述电容C10与电阻R18并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的负输入端，另一端连接运算放大器U1B的输出端；所述电阻R15一端与运算放大器U1B的正输入端连接，所述电阻R16一端与运算放大器U1B的负输入端连接，所述电阻R15、电阻R16的另一端分别与可调电阻VR2的两个非调节端相连，所述可调电阻VR2的调节端接地；所述运算放大器U1B的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源。

两电路组成同相差分放大电路，对高压PT的输出端PT1-1、PT2-1的输出信号进行差分放大。

本实施例采用电阻R101、电阻R102、电阻R103的阻值为10M，电阻R104及电阻R105的电阻阻值为1MΩ，阻值大小是针对输入电压为10KV输出电压为160V左右的情况调配的。本发明可以依据需要进行相应的电阻值调配，不拘于上述电阻阻值，具体调配方式参照电路电阻分压原理。本发明使用的电阻个数也不拘于上述电阻个数，可依据需要增加串联电阻和并联电阻的个数。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种高压行波检测PT，其特征在于，包括高压降压部分(1)，信号放大部分(2)，所述高压降压部分(1)包括放电管、多个无感电阻，所述多个无感电阻进行串联，在串联电路的两端接入高压，多个无感电阻进行串联分压，在分压输出端采用多个电阻进行并联，并在输出端并联接入一个放电管；所述信号放大部分(2)将降压后的信号分别送入两个放大器的正输入端进行信号的同相差分放大。

2.如权利要求1所述的高压行波检测PT，其特征在于，所述高压降压部分(1)包括电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、放电管D101，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105为无感电阻，所述电阻R101、电阻R102、电阻R103、放电管D101依次串接成串联电路，10KV电压接于所述串联电路的两端，所述电阻R104、电阻R105并联连接在放电管D101两端，从放电管D101的两端引出输出端PT1-1、PT2-1，所述电阻R104与电阻R105电阻值相同；其中信号放大部分(2)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R20、可调电阻VR1、可调电阻VR2，电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、运算放大器U1A、运算放大器U1B，所述运算放大器U1A、运算放大器U1B的型号为TLC082AID；所述电阻R1一端与高压降压部分(1)的输出端PT1-1相连，电阻R1另一端与电阻R3一端串联连接，电阻R3的另一端接入运算放大器U1A的正输入端，所述电阻R2一端接地，电阻R2另一端与电阻R4一端串联连接，电阻R4另一端接入运算放大器U1A的负输入端，所述电阻R10一端与运算放大器U1A的输出端连接，电阻R10另一端为信号放大部分2输出端口IN1P；所述电容C7与电阻R7并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的正输入端，另一端接地；所述电容C8与电阻R8并联，该并联电路一端连接运算放大器U1A的负输入端，另一端连接运算放大器U1A的输出端；所述电阻R5一端与运算放大器U1A的正输入端连接，所述电阻R6一端与运算放大器U1A的负输入端连接，所述电阻R5、电阻R6的另一端分别与可调电阻VR1的两个非调节端相连，所述可调电阻VR1的调节端接地；所述运算放大器U1A的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源；所述电阻R11一端与高压降压部分1的输出端PT2-1相连，电阻R11另一端与电阻R13一端串联连接，电阻R13的另一端接入运算放大器U1B的正输入端，所述电阻R12一端接地，电阻R12另一端与电阻R14一端串联连接，电阻R14另一端接入运算放大器U1B的负输入端，所述电阻R20一端与运算放大器U1B的输出端连接，电阻R20另一端为信号放大部分2输出端口IN2P；所述电容C9与电阻R17并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的正输入端，另一端接地；所述电容C10与电阻R18并联，该并联电路一端连接运算放大器U1B的负输入端，另一端连接运算放大器U1B的输出端；所述电阻R15一端与运算放大器U1B的正输入端连接，所述电阻R16一端与运算放大器U1B的负输入端连接，所述电阻R15、电阻R16的另一端分别与可调电阻VR2的两个非调节端相连，所述可调电阻VR2的调节端接地；所述运算放大器U1B的VDD端接入+5V电源，VSS端接入-5V电源。