專利名稱：一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備的冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，屬工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)備是當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣元件發(fā)生故障或不正常運行時，快速而準(zhǔn)確地使斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置。為提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用于高電壓等級電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)中的保護設(shè)備均采用冗余配置，并且設(shè)備硬件的采樣系統(tǒng)采用冗余架構(gòu)；目標(biāo)是在采樣系統(tǒng)中發(fā)生單一元件故障時，設(shè)備能及時準(zhǔn)確判斷硬件故障， 避免發(fā)出錯誤的斷路器動作命令。采樣系統(tǒng)的模擬前端電路同樣采用冗余架構(gòu)設(shè)計。除了實現(xiàn)輸入信號調(diào)理的功能夕卜，為方便批量測試，采樣系統(tǒng)的模擬前端電路還需接入與輸入信號對應(yīng)的外部測試信號。 如圖1所示，典型的前端電路設(shè)計采用運算放大器設(shè)計加法器和低通濾波器，實現(xiàn)輸入信號調(diào)理和外部測試信號接入的功能。這種模擬前端電路，在實際應(yīng)用時，出現(xiàn)了由于某一只運算放大器失效導(dǎo)致相互冗余的兩路采樣通道輸出值同時出現(xiàn)擾動，設(shè)備未能正確判斷硬件故障，從而導(dǎo)致發(fā)出錯誤工作命令的事故。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是通過采用被動器件構(gòu)成模擬前端電路，降低采樣系統(tǒng)硬件故障幾率；對冗余采樣系統(tǒng)分別接入獨立的外部測試量，降低冗余架構(gòu)的內(nèi)部耦合度，確保采樣系統(tǒng)前端電路中發(fā)生單一元件故障時，設(shè)備能準(zhǔn)確判斷硬件故障，達到總體上提高繼電保護設(shè)備模擬采樣回路可靠性的目的。為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，電路由電阻和電容元件構(gòu)成，具有兩個獨立的測試信號輸入接口。電路中包含由兩個電阻串聯(lián)成的兩個串聯(lián)電路，所述兩個串聯(lián)電路的一端連接在一起構(gòu)成一輸入端，所述兩個串聯(lián)電路的另一端分別為兩個輸出端，輸入信號經(jīng)所述輸入端輸入，分別輸出至所述兩個輸出端。所述輸出端同時經(jīng)電容接地。所述輸入信號同時經(jīng)一電阻接地。所述測試信號輸入接口分別連接至每個所述串聯(lián)電路中的串聯(lián)的所述兩個電阻之間。輸入回路阻抗綜合低通截止頻率和輸入信號瞬態(tài)峰值限流的需求設(shè)置。本技術(shù)方案基于阻容元件設(shè)計模擬前端電路，通過對冗余電路分別接入測試量的拓撲結(jié)構(gòu)，提高冗余部分間的解耦程度，避免由于冗余電路中單一元件的故障導(dǎo)致冗余系統(tǒng)的整體輸出異常。[0013]本實用新型所達到的有益效果本實用新型的模擬前端電路比經(jīng)典電路元器件數(shù)量少，降低了成本，且去掉了現(xiàn)有技術(shù)中電路中失效率最高的運算放大器，提高了電路可靠性；由于外部測試信號分別引入冗余電路，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的電路，加大了兩回路間的阻抗，降低了兩回路間的耦合程度，實現(xiàn)對冗余系統(tǒng)的單一回路異常測試，有助于判定硬件故障，提高了系統(tǒng)整體的可靠性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采樣系統(tǒng)的模擬前端電路圖；圖2是本實用新型的冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。如圖2所示，本實用新型基于被動元件構(gòu)成，具有兩個獨立的測試信號輸入接口， 正常工作狀態(tài)實現(xiàn)雙重化采樣，測試狀態(tài)下可對冗余系統(tǒng)中的子系統(tǒng)分別測試。電路由電阻和電容元件構(gòu)成，電路中包含兩個由電阻串聯(lián)而成的串聯(lián)電路，第一個串聯(lián)電路由電阻R2與電阻R3串聯(lián)而成，第二個串聯(lián)電路由電阻R4與電阻R5串聯(lián)而成， 兩個串聯(lián)電路的一端連接在一起構(gòu)成一輸入端IN，兩個串聯(lián)電路的另一端分別為兩個輸出端0UTA、0UTB，輸入信號經(jīng)輸入端IN輸入，分別輸入至兩個串聯(lián)電路中，再分別輸出至兩個輸出端 OUTA、OUTB。輸入信號經(jīng)輸入端IN同時通過電阻Rl接地。輸出端OUTA同時通過電容Cl接地。輸出端OUTB同時通過電容C2接地。電路中具有兩個獨立的外部測試信號輸入接口 TinA、TinB，其中一個測試信號輸入接口 TinA連接至第一個串聯(lián)電路中的電阻R2與電阻R3之間；另一個測試信號輸入接口 TinB連接至第二個串聯(lián)電路中的電阻R4與電阻R5之間。輸入回路阻抗是綜合低通截止頻率和輸入信號瞬態(tài)峰值限流需求(ADC輸入端口過壓限制電流)確定。測試回路阻抗還需結(jié)合測試源的驅(qū)動能力確定。輸入信號的低通截止頻率由電阻R2+電阻R3和電容Cl、電阻R4+電阻R5和電容 C2確定。測試量的低通截止頻率由電阻R3和電容Cl、電阻R5和電容C2確定。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，電路由電阻和電容元件構(gòu)成，具有兩個獨立的測試信號輸入接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，電路中包含由兩個電阻串聯(lián)成的兩個串聯(lián)電路，所述兩個串聯(lián)電路的一端連接在一起構(gòu)成一輸入端，所述兩個串聯(lián)電路的另一端分別為兩個輸出端，輸入信號經(jīng)所述輸入端輸入，分別輸出至所述兩個輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，所述輸出端同時經(jīng)電容接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，所述輸入信號同時經(jīng)一電阻接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，其特征是，所述測試信號輸入接口分別連接至每個所述串聯(lián)電路中的串聯(lián)的所述兩個電阻之間。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于高壓繼電保護裝置的冗余采樣系統(tǒng)的模擬前端電路，電路由電阻和電容元件構(gòu)成，具有兩個獨立的測試信號輸入接口。本實用新型的模擬前端電路比經(jīng)典電路元器件數(shù)量少，降低了成本，且去掉了現(xiàn)有技術(shù)中電路中失效率最高的運算放大器，提高了電路可靠性；通過將獨立的測試信號分別接入冗余采樣系統(tǒng)的方式，降低了兩回路間的耦合程度，實現(xiàn)對冗余系統(tǒng)的單一回路異常測試，有助于判定硬件故障，提高了系統(tǒng)整體的可靠性。
文檔編號G01R1/30GK202256418SQ20112035686
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者夏雨, 姜雷, 甘云華, 鄧慶, 鄒志楊, 馬玉龍 申請人:國電南瑞科技股份有限公司