專利名稱：電子式電機(jī)保護(hù)裝置信號(hào)采樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子式電機(jī)保護(hù)裝置信號(hào)采樣電路，用于對(duì)三相交流電 動(dòng)機(jī)實(shí)施過(guò)載、斷相、相不平衡等故障保護(hù)的電子保護(hù)裝置的信號(hào)釆樣電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的電子式三相電機(jī)保護(hù)裝置電流信號(hào)采樣電路， 一種是經(jīng)過(guò)電流 互感器和采樣電阻，先將電機(jī)的三相電流信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為交流采樣電壓信號(hào)，再將各相交流采樣電壓信號(hào)分別整流轉(zhuǎn)換為直流采樣電壓信號(hào)r經(jīng)過(guò)處理得到三相 直流采樣電壓信號(hào)的最大值或平均值，送給過(guò)載故障檢測(cè)部分，通過(guò)比較三相直流采樣電壓信號(hào)大小檢測(cè)到斷相或相電流值不平衡故障；另一種是各相電流互感器的輸出經(jīng)全波整流器和采樣電阻，分別整流轉(zhuǎn)換為直流脈動(dòng)采樣電壓信號(hào)，再 分別對(duì)各相信號(hào)處理得到三相直流采樣電壓信號(hào)的最大值或平均值，送給過(guò)載故 障檢測(cè)部分，各相電流互感器的電壓輸出通過(guò)三相半波或全波整流得到直流脈動(dòng)信號(hào)，送給斷相故障檢測(cè)部分；這兩種信號(hào)釆樣電路均存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只能采集 到三相電流大小的變化，而檢測(cè)不到三相電流的相位差的變化，因此無(wú)法解決對(duì) 電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)斷相、三角形接法內(nèi)部斷線等造成的相不平衡故障提供有效的 保護(hù)信號(hào)檢出的問(wèn)題，特別是三角形接法內(nèi)部斷線造成的相不平衡故障時(shí)，其定 子繞組內(nèi)部電流已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定電流，而外部線電流卻不一定超過(guò)額定電流，因 此熱繼電器也不能對(duì)這些故障提供完備保護(hù)，時(shí)常造成生產(chǎn)事故。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)在于為克服現(xiàn)有的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的電 子式電機(jī)保護(hù)裝置信號(hào)采樣電路，該信號(hào)采樣電路輸出信號(hào)經(jīng)后續(xù)的故障檢測(cè)部 分處理后，不但能檢測(cè)出通常的過(guò)載、斷相故障，還能對(duì)電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)斷相、 三角形接法內(nèi)部斷線等造成的相不平衡故障進(jìn)行提供有效的保護(hù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的技術(shù)解決方案是電子式電機(jī)保護(hù)裝置的 信號(hào)采樣電路包括設(shè)置在三相上的電流互感器，其特征在于所述信號(hào)采樣電路為實(shí)時(shí)三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)采樣電路。所述實(shí)時(shí)三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)采樣電路包括放大器、穩(wěn)fe管、濾波電容和三 組相同的采樣單元，所述采樣單元包括電流互感器、采樣電阻和全波整流器，所
述電流互感器與全波整流器交流輸入端連接，采樣電阻一端與全波整流器負(fù)輸出 端連接，三組采樣單元相互并聯(lián)后再與穩(wěn)壓管和濾波電容并聯(lián)，三組采樣單元中 采樣電阻上的電壓分別經(jīng)連接電阻疊加后與放大器輸入端連接。與現(xiàn)有的信號(hào)采樣電路相比，本實(shí)用新型通過(guò)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的電路將電流互感 器的輸出通過(guò)簡(jiǎn)單的電路，得到線性化三相疊加脈動(dòng)電流采樣信號(hào)電壓，該信號(hào) 電壓不僅能實(shí)時(shí)線性采集到三相電流的大小變化，為線性化的過(guò)載保護(hù)整定的提 供有利條件，而且能夠?qū)崟r(shí)采集到三相電流的相位差的變化，而相不平衡故障程 度與三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)的波形密切相關(guān)，通過(guò)對(duì)該信號(hào)電壓波形的峰谷電壓 值的比值進(jìn)行分析，即能準(zhǔn)確地對(duì)電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)斷相造成的相不平衡故障、 三角形接法內(nèi)部斷線等相不平衡故障現(xiàn)象進(jìn)行判斷，從而為提供有效的保護(hù)打下 基礎(chǔ)，同時(shí)還可得到穩(wěn)定的直流電源電壓輸出，為無(wú)電源的電機(jī)保護(hù)裝置提供必 要的條件，并且峰谷電壓值的比值分析電路也是成熟和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的，因此使得以 本信號(hào)采樣電路為基礎(chǔ)的電子式電機(jī)保護(hù)裝置不僅準(zhǔn)確靈敏，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本 低廉。下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路包括放大器、穩(wěn)壓管ZD1、 濾波電容Ci和三組相同的采樣單元，以第一組即A相為例采樣單元包括A相電 流互感器Ll、采樣電阻Rl和全波整流器D卜D4，電流互感'器Ll與全波整流器 D1 D4交流輸入端連接，采樣電阻R1 —端與全波整流器D1:D4負(fù)輸出端連接， 其余兩組與A相相同。三組采樣單元全波整流器的正輸出端及采樣電阻R1、 R2 和R3的另一端分別相互連接后形成并聯(lián)再與穩(wěn)壓管ZD1和濾波電容C1并聯(lián)，三 個(gè)連接電阻R4、 R5和R6—端分別與三組全波整流器的負(fù)輸出端連接連接，另 一端連接在一起后與放大器輸入端連接，將三組采樣單元中采樣電阻R1、 R2和 R3上的電壓分別經(jīng)連接電阻R1、 R2和R3疊加后輸入放大器。本實(shí)施例中放大 器以運(yùn)算放大器U為核心，在反向輸入端和輸出端之間跨接反饋電阻R1的比例放 大電路構(gòu)成，運(yùn)算放大器U反向輸入端作為放大器輸入端，運(yùn)算放大器U正向輸 入端經(jīng)接地電阻R8接地。當(dāng)然比例放大電路也可以用分立元件組成，但結(jié)構(gòu)會(huì)過(guò) 于復(fù)雜。為了對(duì)穩(wěn)壓管ZD1的非線性段進(jìn)行補(bǔ)償'進(jìn)一步提S線性度，最好在運(yùn) 算放大器U正向輸入端與全波整流器的正輸出端之間連接有補(bǔ)償電阻。此外還可
以在反饋電阻上并聯(lián)有抗干擾電容C2以提高抗千擾能力。穩(wěn)壓管ZD1兩端的直 流輸出為后續(xù)的處理電路提供工作電源，可實(shí)現(xiàn)無(wú)輔助電源設(shè)計(jì)的電機(jī)保護(hù)裝置。電路的工作原理如下A、 B、 C三相電流互感器L1、 L2、 L3的輸出經(jīng)各自的全波整流器，共同輸 到作為三相共用電流負(fù)載的穩(wěn)壓管ZD1和濾波電容Cl上，各相整流器的負(fù)輸出 端對(duì)公共地端分別接有的采樣電阻Rl、 R2和R3上同時(shí)得到與各相電流對(duì)應(yīng)的 脈動(dòng)采樣信號(hào)電壓，各相的脈動(dòng)采樣信號(hào)電壓分別經(jīng)三個(gè)連接電阻R4、 R5和R6 輸出送給運(yùn)算放大器U等構(gòu)成的放大器的反向輸入端上，運(yùn)算放大器U的輸出端 得到的就是與三相電流相對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)線性化的疊加三相脈動(dòng)電壓信號(hào)，該信號(hào)電 壓不僅能實(shí)時(shí)線性采集到三相電流的大小變化，為線性化的過(guò)載保護(hù)整定的提供 有利條件，而且能夠?qū)崟r(shí)釆集到三相電流的相位差的變化，確保對(duì)電網(wǎng)變壓器高 壓側(cè)斷相造成的相不平衡故障、三角形接法內(nèi)部斷線等相不平衡故障提供有效的 保護(hù)信號(hào)檢出，同時(shí)還可得到穩(wěn)定的直流電源電壓輸出，為電機(jī)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)無(wú) 輔助電源設(shè)計(jì)提供了必要的條件。
權(quán)利要求1、 一種電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路，包括設(shè)置在三相上的電流互感 器，其特征在于所述信號(hào)采樣電路為實(shí)時(shí)三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)采樣電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路，其特征在于: 所述實(shí)時(shí)三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)采樣電路包括放大器、穩(wěn)壓管、濾波電容和三組 相同的采樣單元，所述采樣單元包括電流互感器、采樣電阻和全波整流器，所述 電流互感器與全波整流器交流輸入端連接，采樣電阻一端與全波整流器負(fù)輸出端 連接，三組采樣單元相互并聯(lián)后再與穩(wěn)壓管和濾波電容并聯(lián)，三組采樣單元中采 樣電阻上的電壓分別經(jīng)連接電阻疊加后與放大器輸入端連接。'
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路，其特征在于: 所述放大器由運(yùn)算放大器及反饋電阻組成的比例放大電路構(gòu)成，運(yùn)算放大器反向 輸入端作為放大器輸入端，運(yùn)算放大器正向輸入端經(jīng)接地電阻接地。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路，其特征在于:所述運(yùn)算放大器正向輸入端與全波整流器正輸出端之間連接有補(bǔ)償電阻。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電子式電機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)采樣電路，其特征在于所述反饋電阻上并聯(lián)有抗干擾電容。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電子式電機(jī)保護(hù)裝置信號(hào)采樣電路，本實(shí)用新型通過(guò)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)三相電流疊加脈動(dòng)信號(hào)采樣電路得到線性化三相疊加脈動(dòng)電流采樣信號(hào)電壓，該信號(hào)電壓不僅能實(shí)時(shí)采集到三相電流的大小變化，為線性化的過(guò)載保護(hù)整定的提供有利條件，而且能夠?qū)崟r(shí)采集到三相電流的相位差的變化，通過(guò)對(duì)該信號(hào)電壓波形的峰谷電壓值的比值進(jìn)行分析，即能準(zhǔn)確地對(duì)電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)斷相造成的相不平衡故障、三角形接法內(nèi)部斷線等相不平衡故障現(xiàn)象進(jìn)行判斷。
文檔編號(hào)H02H7/08GK201038738SQ20072003711
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者張彭春, 王希紅, 胡志興, 胡志林, 胡美良, 永 陳 申請(qǐng)人:欣靈電氣股份有限公司