CN106168635A - 供电系统零地电压测量装置及控制方法 - Google Patents

供电系统零地电压测量装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种供电系统零地电压测量装置及控制方法。它包括有继电器控制电路和主电路；主电路由高压和低压测量电路构成；高压测量电路由两个电阻串联与高压采样回路构成；低压测量电路由四个电阻、常开状态继电器串联和低压采样回路构成，其中用了多个稳压管与二极管对电路进行保护，防止低电压突变为高电压造成元器件的损坏。本发明操作简单，设有保护电路，在低电压和高电压的情况下都能够保障高精度等级，不会损坏测量设备，同时还具有示数可读、精度高、可存储结果、超值报警、可修改报警值、安全可靠等特点。

Description

供电系统零地电压测量装置及控制方法
技术领域
本发明属于一种电压测量装置，特别是涉及一种检测供电系统中工作零地线工作中电压降的供电系统零地电压测量装置及控制方法。
背景技术
供电系统中三相负载不平衡、地线短路等原因都会产生零地电压降。零地电压可以反映出供电系统的稳定性，工作中的零地电压过大很容易对通讯和控制产生干扰，使设备误操作，甚至直接损坏通讯和控制设备，造成人身和财产的损失。此外，用户对供电系统的质量也会有要求，因此，检测工作中的零地电压降十分必要。目前测量方法主要通过数字式万用表、数字示波器以及普通零地电压检测仪进行测量。万用表和示波器测量时操作不便，需人为操作，不能做到时刻检测，同时发生零地短接时极易造成危险，而普通零地电压检测仪在出现大电压时精度会出现严重偏差，并且不存在保护电路，容易对检测仪造成损害。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可增强实用性和安全性的高精度智能测量用的供电系统零地电压测量装置及控制方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于供电系统零地电压测量装置所采取的技术方案是：12v直流电作为电源连接到工控机，且+12v还连接一个继电器(J)的一侧，所述继电器(J)另一侧分别连接到光耦(U1)输出侧的集电极和一个三极管(VT)的集电极，所述光耦(U1)输出侧的发射极连接到所述三极管(VT)的基极，所述光耦(U1)输入侧的正极连接到所述工控机的IO口，所述光耦(U1)输入侧的负极连接到第一电阻(R1)的一侧，所述第一电阻(R1)的另一侧连接到地(GND)，所述三极管(VT)的发射极连接到地(GND)；地(GND)还分别连接到第四电阻(R4)一端、第十二极管(DZ10)负极、第八二极管(DZ8)正极、第六二极管(DZ6)负极、第三二极管(DZ3)正极、第七电阻(R7)一端、二极管(D)正极、电容(C)一端以及输入端子(A2)，所述第四电阻(R4)另一端分别连接到所述继电器(J)的常开接点一侧和第三电阻(R3)一端，所述继电器(J)的常开接点另一侧连接到第八电阻(R8)一端，所述第三电阻(R3)另一端分别连接到第二电阻(R2)一端和第九稳压管(DZ9)负极和第七稳压管(DZ7)正极，第九稳压管(DZ9)正极连接到所述第十二极管(DZ10)正极，所述第七稳压管(D7)负极连接到所述第八二极管(DZ8)负极，所述第二电阻(R2)另一端分别连接到第四稳压管(DZ4)负极、第一稳压管(DZ1)正极和所述继电器(J)的另一个常开接点的一侧，所述第四稳压管(DZ4)正极连接到所述第五稳压管(DZ5)负极，所述第五稳压管(DZ5)正极连接到所述第六二极管(DZ6)正极，第一稳压管(DZ1)负极连接到第二稳压管(DZ2)正极，所述第二稳压管(DZ2)负极连接到所述第三二极管(DZ3)负极，所述继电器(J)的另一个常开接点的另一侧连接到第五电阻(R5)一端，所述第五电阻(R5)另一端分别连接到输入端子(A1)和第六电阻(R6)的一端，所述第六电阻(R6)的另一端分别连接到所述继电器(J)的常闭接点一侧和第七电阻(R7)一端，所述继电器(J)的常闭接点另一侧连接到第八电阻(R8)一端，所述第八电阻(R8)另一端分别连接到所述二极管(D)负极、所述电容(C)另一端和采样口(AD)。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于供电系统零地电压测量装置的控制方法所采取的技术方案是：
1.根据需要连接测量线，开机启动；
2.设置报警值，可根据用户对供电质量要求进行设置；
3.启动测量程序；
4.工控机采样；
5.开机一开始默认高电压测量电路，将当前采样值记录并判断是否超过一定值a(a为高电压测量电路下判断高低压的标准值)，若超过一定值a，说明处在高电压状态；执行步骤6；若采样值低于一定值a，说明处在低电压状态，切换继电器状态，并继续采样；
6.将采样值转换为电压值，执行步骤8；
7.判断当前采样值是否超过一定值b(b为低电压测量电路下判断高低电压的标准值)，若此时采样值超过一定值b说明发生故障突然变成高电压，执行步骤4；若此时采样值低于一定值b，执行步骤6；
8.将得到的电压值与报警值对比进行判断是否合格；若低于报警值即合格执行步骤9；若高于报警值则执行步骤10；
9.记录数据，执行步骤11；
10.报警，执行步骤11
11.存入数据并结束。
本发明具有的优点和积极效果是：操作简单，设有保护电路，在低电压和高电压的情况下都能够保障高精度等级，不会损坏测量设备，同时还具有示数可读、精度高、可存储结果、超值报警、可修改报警值、安全可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示：12v直流电作为电源连接到工控机，且+12v还连接一个继电器J的一侧，继电器J另一侧分别连接到光耦U1输出侧的集电极和三极管VT的集电极，光耦U1输出侧的发射极连接到三极管VT的基极，光耦U1输入侧的正极连接到工控机的IO口，光耦U1输入侧的负极连接到电阻R1的一侧，电阻R1的另一侧连接到地GND，三极管VT的发射极连接到地GND；地GND还分别连接到电阻R4一端、二极管DZ10负极、二极管DZ8正极、二极管DZ6负极、二极管DZ3正极、电阻R7一端、二极管D正极、电容C一端以及输入端子A2，电阻R4另一端分别连接到继电器J的常开接点一侧和电阻R3一端，继电器J的常开接点另一侧连接到电阻R8一端，电阻R3另一端分别连接到电阻R2一端和稳压管DZ9负极和稳压管DZ7正极，稳压管DZ9正极连接到二极管DZ10正极，稳压管D7负极连接到二极管DZ8负极，电阻R2另一端分别连接到稳压管DZ4负极、稳压管DZ1正极和继电器J的另一个常开接点的一侧，稳压管DZ4正极连接到稳压管DZ5负极，稳压管DZ5正极连接到二极管DZ)正极，稳压管DZ1负极连接到稳压管DZ2正极，稳压管DZ2负极连接到二极管DZ3负极，继电器J的另一个常开接点的另一侧连接到电阻R5一端，电阻R5另一端分别连接到输入端子A1和电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别连接到继电器J的常闭接点一侧和电阻R7一端，继电器J的常闭接点另一侧连接到电阻R8一端，电阻R8另一端分别连接到二极管D负极、电容C另一端和采样口AD。
在低电压状态下，若零线断路或发生其他故障导致产生高电压后，由输入端子A1进入的高电压将会经过稳压管DZ1、DZ2或稳压管DZ4、DZ5进行降压，二极管DZ3和二极管DZ6的作用是防止反向击穿，确保进入的交流电有降压的路径，这是一次保护。同理稳压管DZ7、DZ9和二极管DZ8、DZ10是二次保护。
具体工作与控制过程如下：
1.根据需要连接测量线，开机启动；
2.设置报警值，可根据用户对供电质量要求进行设置；
3.启动测量程序；
4.工控机采样；
5.开机一开始默认高电压测量电路，将当前采样值记录并判断是否超过一定值a(a为高电压测量电路下判断高低压的标准值)，若超过一定值a，说明处在高电压状态；执行步骤6；若采样值低于一定值a，说明处在低电压状态，切换继电器状态，并继续采样；
6.将采样值转换为电压值，执行步骤8；
7.判断当前采样值是否超过一定值b(b为低电压测量电路下判断高低电压的标准值)，若此时采样值超过一定值b说明发生故障突然变成高电压，执行步骤4；若此时采样值低于一定值b，执行步骤6；
8.将得到的电压值与报警值对比进行判断是否合格；若低于报警值即合格执行步骤9；若高于报警值则执行步骤10；
9.记录数据，执行步骤11；
10.报警，执行步骤11
11.存入数据并结束。

Claims (2)

1.一种供电系统零地电压测量装置，其特征是：12v直流电作为电源连接到工控机，且+12v还连接一个继电器(J)的一侧，所述继电器(J)另一侧分别连接到光耦(U1)输出侧的集电极和一个三极管(VT)的集电极，所述光耦(U1)输出侧的发射极连接到所述三极管(VT)的基极，所述光耦(U1)输入侧的正极连接到所述工控机的IO口，所述光耦(U1)输入侧的负极连接到第一电阻(R1)的一侧，所述第一电阻(R1)的另一侧连接到地(GND)，所述三极管(VT)的发射极连接到地(GND)；地(GND)还分别连接到第四电阻(R4)一端、第十二极管(DZ10)负极、第八二极管(DZ8)正极、第六二极管(DZ6)负极、第三二极管(DZ3)正极、第七电阻(R7)一端、二极管(D)正极、电容(C)一端以及输入端子(A2)，所述第四电阻(R4)另一端分别连接到所述继电器(J)的常开接点一侧和第三电阻(R3)一端，所述继电器(J)的常开接点另一侧连接到第八电阻(R8)一端，所述第三电阻(R3)另一端分别连接到第二电阻(R2)一端和第九稳压管(DZ9)负极和第七稳压管(DZ7)正极，第九稳压管(DZ9)正极连接到所述第十二极管(DZ10)正极，所述第七稳压管(D7)负极连接到所述第八二极管(DZ8)负极，所述第二电阻(R2)另一端分别连接到第四稳压管(DZ4)负极、第一稳压管(DZ1)正极和所述继电器(J)的另一个常开接点的一侧，所述第四稳压管(DZ4)正极连接到所述第五稳压管(DZ5)负极，所述第五稳压管(DZ5)正极连接到所述第六二极管(DZ6)正极，第一稳压管(DZ1)负极连接到第二稳压管(DZ2)正极，所述第二稳压管(DZ2)负极连接到所述第三二极管(DZ3)负极，所述继电器(J)的另一个常开接点的另一侧连接到第五电阻(R5)一端，所述第五电阻(R5)另一端分别连接到输入端子(A1)和第六电阻(R6)的一端，所述第六电阻(R6)的另一端分别连接到所述继电器(J)的常闭接点一侧和第七电阻(R7)一端，所述继电器(J)的常闭接点另一侧连接到第八电阻(R8)一端，所述第八电阻(R8)另一端分别连接到所述二极管(D)负极、所述电容(C)另一端和采样口(AD)。
2.根据权利要求1所述的供电系统零地电压测量装置的控制方法，其特征是：
1.根据需要连接测量线，开机启动；
2.设置报警值，可根据用户对供电质量要求进行设置；
3.启动测量程序；
4.工控机采样；
5.开机一开始默认高电压测量电路，将当前采样值记录并判断是否超过一定值a(a为高电压测量电路下判断高低压的标准值)，若超过一定值a，说明处在高电压状态；执行步骤6；若采样值低于一定值a，说明处在低电压状态，切换继电器状态，并继续采样；
6.将采样值转换为电压值，执行步骤8；
7.判断当前采样值是否超过一定值b(b为低电压测量电路下判断高低电压的标准值)，若此时采样值超过一定值b说明发生故障突然变成高电压，执行步骤4；若此时采样值低于一定值b，执行步骤6；
8.将得到的电压值与报警值对比进行判断是否合格；若低于报警值即合格执行步骤9；若高于报警值则执行步骤10；
9.记录数据，执行步骤11；
10.报警，执行步骤11
11.存入数据并结束。
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