CN104049147B - 一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，包括一端与异频信号源相连的二次回路，二次回路的另一端与电流测试电路相连，二次回路的两端还与电压测试电路相连，电流测试电路测量的反映二次回路中的电流的信号与电压测试电路测量的所需要的二次回路端电压信号作为导纳和相角测试电路的输入信号，导纳和相角测试电路输出二次回路的导纳幅值和相位幅值。本发明每部分电路功能明确，且易于实现，可对二次回路进行导纳和相角的测试，具有元器件少、电路简单、稳定性好、安全性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，涉及一种二次回路的导纳和相角测试电路，特别涉及一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路。
背景技术
随着社会的发展，生活水平的提高，各种用电量的急剧增加，关口电能计量装置应用也随之增加，关口电能计量装置一般包括电压互感器(TV)及二次回路、电流互感器(TA)及二次回路、电能表等，它们分散安装在发电厂、变电站或直接电力用户等地方。该关口电能计量装置的技术监督管理，一般由各个省电力试验研究院进行监督管理，监测方法包括两种，一种是常规的人力监测，由研究院派人，携带各样设备对电压互感器(TV)及二次回路、电流互感器(TA)及二次回路、电能表等设备进行监测，而后校正或更换；另一种就是电能计量远程监测***对电压互感器(TV)及二次回路、电流互感器(TA)及二次回路、电能表等设备进行监测。其中，其中电流互感器(TA)的二次回路监测主要是利用工频信号对互感器二次侧进行测量监控，但是，工频信号检测二次侧信号时，容易受变电站其它设备产生的电磁信号干扰，为此，国内外很多学者提出了一种异频信号检测电流互感器二次回路阻抗的方法，且该方法在理论上得到完整的证明，可以准备测试电流互感器二次侧回路的阻抗，且不受工频信号电流产生的电磁场的干扰，基于此，我们提出了一种电路结构简单，易于实现的用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，该电路具有元器件少、电路简单、稳定性好、安全性高等优点。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，包括一端与异频信号源相连的二次回路，二次回路的另一端与电流测试电路相连，二次回路的两端还与电压测试电路相连，电流测试电路测量的反映二次回路中的电流的信号与电压测试电路测量的所需要的二次回路端电压信号作为导纳和相角测试电路的输入信号，导纳和相角测试电路输出二次回路的导纳幅值和相位幅值。
所述异频信号源用于向二次回路注入信号，信号的频率为1.6KHZ。
所述电流测试电路为反相比例运算电路，反相比例运算电路由电阻R1、电阻R2及运算放大器U1组成，运算放大器U1的负向输入端与二次回路的输出端相连，运算放大器U1的负向输入端还通过电阻R1与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的输出端还通过电阻R2接地。
所述电压测试电路为求差反相跟随电路，该电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5及运算放大器U2组成，运算放大器U2的正向输入端分两路，一路通过电阻R3与二次回路的输入端相连，另一路通过电阻R4与二次回路的输出端相连，运算放大器U2的负向输入端与运算放大器U2的输出端相连，运算放大器U2的输出端还与电阻R5相串连。
所述电流测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R7与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连；电压测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R6与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连。
所述导纳和相角测试电路为集成电路AD8302。
所述电流测试电路测量的反映二次回路中的电流的信号与电压测试电路测量的所需要的二次回路端电压信号同向。
所述运算放大器U2和运算放大器U1的供电电源电压为12V。
所述集成电路AD8302的供电电源电压为5V。
所述运算放大器U2为OP07C，运算放大器U1的为OP07。
工作原理：1.6KZH的异频源信号V-SIN经过二次回路TA，形成我们需要的二次回路中的电流、二次回路端电压，二次回路中电流经过二次回路中的电流测试电路形成后级可以处理的信号V-I，二次回路端电压经过二次回路两端电压测试电路形成后级可以处理的端电压信号V-V，将V-V、V-I输入到二次回导纳和相角测试电路中，该二次回路导纳和相角测试电路输出我们需要的二次回路的导纳幅值和相角幅值，从而实现异频法测试二次回路的导纳和相角功能。
本发明的有益效果：
本发明每部分电路功能明确，且易于实现，可对二次回路进行导纳和相角的测试，具有元器件少、电路简单、稳定性好、安全性高等优点，以上方式，使得本发明易于推广，易于市场化，且该电路简单可靠，降低了控制难度和设备的成本。变电站现场的工频信号很强，如果用50HZ工频信号测量导纳和阻抗的话，所测导纳和阻抗结果容易受50HZ工频信号干扰，用1.6K的异频信号测试二次回路的导纳和阻抗，就不受工频信号干扰，测会更准确。本电路所测导纳和阻抗值与单独的二次导纳阻抗测试仪所测的值误差为1％之内。
附图说明
图1本发明的二次回路中的电流测试电路图；
图2本发明的二次回路两端的电压测试电路图；
图3本发明的二次回路中的导纳和相角测试电路图；
图4本发明的整体电路连接示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图4所示，一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，包括：二次回路中的电流测试电路、二次回路两端电压测试电路、二次回路的导纳和相角测试电路。
如图1所示，二次回路中的电流测试电路，所述电流测试电路为反相比例运算电路，反相比例运算电路由电阻R1、电阻R2及运算放大器U1组成，运算放大器U1的负向输入端与二次回路的输出端相连，运算放大器U1的负向输入端还通过电阻R1与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的输出端还通过电阻R2接地。
其中TA为二次回路的示意图，V-SIN为需要注入到二次回路中的异频信号源，V-SIN-G为V-SIN经过二次回路TA后的输出端电压，V-SIN-G被输出到反相比例运算电路，该反相比例运算电路由R1、R2、U1组成，相应的参数由图1给出，该反相比例运算电路将V-SIN-G处理成我们需要的反映二次回路中的电流的信号V-I。
如图2所示，二次回路两端电压测试电路，所述电压测试电路为求差反相跟随电路，该电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5及运算放大器U2组成，运算放大器U2的正向输入端分两路，一路通过电阻R3与二次回路的输入端相连，另一路通过电阻R4与二次回路的输出端相连，运算放大器U2的负向输入端与运算放大器U2的输出端相连，运算放大器U2的输出端还与电阻R5相串连。
该电路相应的参数见图2，该电路由R3、R4、R5及U2组成求差反相跟随电路，求差后得到我们需要的端电压信号，反相跟随使得该求差电压信号驱动能力增强，且与上述中的V-I同方向，经过该二次回路端电压测试电路处理后的信号为V-V，V-V即为我们需要的二次回路端电压信号。
如图3所示，二次回路的导纳和相角测试电路，所述电流测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R7与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连；电压测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R6与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连。
由R6、R7、R8、C1、C2、C3、C4、C5、C6及U3组成，相应的参数由图3给出，其中U3为集成电路AD8302，用于计算的值和V-V、V-I的相角。AD8302输出的YP-VAL、YP-PH即导纳幅值和相位幅值。
所述运算放大器U2和运算放大器U1的供电电源电压为12V。
所述集成电路AD8302的供电电源电压为5V。
所述运算放大器U2为OP07C，运算放大器U1的为OP07。
工作时，首先将1.6KHZ的异频信号源注入到二次回路中，然后对二次回路两端的电压V-V及回路中的异频电流V-I进行测试，并将测得V-V、V-I输出到集成电路AD8302，根据集成电路AD8302的输出，既可以得到YP-VAL、YP-PH，这就是我们要求的导纳幅值和相位幅值。
Claims (8)
1.一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，包括一端与异频信号源相连的二次回路，二次回路的另一端与电流测试电路相连，二次回路的两端还与电压测试电路相连，电流测试电路测量的反映二次回路中的电流的信号与电压测试电路测量的所需要的二次回路端电压信号作为导纳和相角测试电路的输入信号，导纳和相角测试电路输出二次回路的导纳幅值和相位幅值；所述电流测试电路为反相比例运算电路，所述电压测试电路为求差反相跟随电路，所述电流测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R7与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连；电压测试电路的输出端分两路，一路通过电阻R6与地相连，另一路通过电容与导纳和相角测试电路的输入端相连；所述异频信号源用于向二次回路注入信号，信号的频率为1.6KHZ。
2.如权利要求1所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述电流测试电路为反相比例运算电路，反相比例运算电路由电阻R1、电阻R2及运算放大器U1组成，运算放大器U1的负向输入端与二次回路的输出端相连，运算放大器U1的负向输入端还通过电阻R1与运算放大器U1的输出端相连，运算放大器U1的输出端还通过电阻R2接地。
3.如权利要求2所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述电压测试电路为求差反相跟随电路，该电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5及运算放大器U2组成，运算放大器U2的正向输入端分两路，一路通过电阻R3与二次回路的输入端相连，另一路通过电阻R4与二次回路的输出端相连，运算放大器U2的负向输入端与运算放大器U2的输出端相连，运算放大器U2的输出端还与电阻R5相串连。
4.如权利要求1所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述导纳和相角测试电路为AD8302。
5.如权利要求3所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述运算放大器U2和运算放大器U1的供电电源电压为12V。
6.如权利要求1所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述电流测试电路测量的反映二次回路中的电流的信号与电压测试电路测量的所需要的二次回路端电压信号同向。
7.如权利要求4所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述AD8302的供电电源电压为5V。
8.如权利要求3所述的一种用于异频导纳法测试二次回路的导纳和相角的电路，其特征是，所述运算放大器U2为OP07C，运算放大器U1为OP07。
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