CN210690685U - 一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了电力检测技术领域的一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，旨在解决现有技术中利用电压差式方法进行高压开关柜核相试验，无法准确判断是同相还是异相的技术问题。所述电路包括信号处理电路、微处理器单元、同相指示灯、异相指示灯，所述信号处理电路包括门电路相位检测单元和积分及比较电路单元，高压开关设备中两个电容传感器的输出端与门电路相位检测单元的输入端连接，门电路相位检测单元的输出端与积分及比较电路单元的输入端连接，积分及比较电路单元的输出端与微处理器单元的A/D端连接，微处理器单元的输出端I/O口与同相指示灯的输入端和异相指示灯的输入端连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，属于电力检测技术领域。
背景技术
目前，对于高压开关柜核相试验基本局限于传统的电压差式方法。该方法在两条线路电压基本相同的情况下，可以较准确地核对出相位，即：同相时电压差最小(接近零值)，异相时电压差较大；但在两条线路电压不同的情况下，即使同相其电压差也比较大，因而无法准确判断是同相还是异相。在实际应用中，核相器取的电压信号来自于高压开关柜上的两个电容传感器，而电容传感器的电容量处在变化中，其耦合出的电压值很难完全相同，采用传统的电压差式方法对高压线路进行核相试验会导致误判等严重问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，包括信号处理电路、微处理器单元、同相指示灯、异相指示灯，所述信号处理电路包括门电路相位检测单元和积分及比较电路单元，高压开关设备中两个电容传感器的输出端与门电路相位检测单元的输入端连接，门电路相位检测单元的输出端与积分及比较电路单元的输入端连接，积分及比较电路单元的输出端与微处理器单元的A/D端连接，微处理器单元的输出端I/O口与同相指示灯的输入端和异相指示灯的输入端连接。
进一步地，还包括两个线路带电指示灯，两个线路带电指示灯的输入端均与微处理器单元的输出端I/O口连接。
进一步地，还包括电源、开关电路单元，电源的输出端与开关电路单元的输入端连接，开关电路单元的输出端与微处理器单元对应电源端连接。
进一步地，还包括电源指示灯单元，电源指示灯单元的输入端与开关电路单元的输出端连接。
进一步地，所述门电路相位检测单元包括两个双输入与非驱动芯片、一个双输入与非门芯片，双输入与非门芯片的一个输入端与其中一个电容传感器的输出端连接，其中一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与另一个电容传感器的输出端连接，输出端与双输入与非门芯片的另一个输入端连接；另一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与双输入与非门芯片的输出端连接，输出端与积分及比较电路单元的输入端连接。
进一步地，所述积分及比较电路单元包括线性比较器，线性比较器的输入端与门电路相位检测单元的输出端连接，线性比较器的输出端与微处理器单元的A/D端连接。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：采用过零检测电路和波形变换电路二者相结合，先将信号变换处理为矩形波，再根据双路矩形波信号得出相位差脉冲信号，通过测出脉冲信号的占空比，即可得出相位差。占空比的检测类似于频率检测，只需要测出矩形波的高电平宽度即可，不仅硬件电路容易实现，而且软件算法简单易行。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路原理结构示意图；
图2是本实用新型实施例所述门电路相位检测单元电路图；
图3是本实用新型实施例所述积分及比较电路单元电路图；
图4是本实用新型实施例中的电压相位差获取原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，是本实用新型实施例提供的一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路原理结构示意图，包括信号处理电路、微处理器单元、同相指示灯、异相指示灯，所述信号处理电路包括门电路相位检测单元和积分及比较电路单元，高压开关设备中两个电容传感器的输出端与门电路相位检测单元的输入端连接，门电路相位检测单元的输出端与积分及比较电路单元的输入端连接，积分及比较电路单元的输出端与微处理器单元的A/D端连接，微处理器单元的输出端I/O口与同相指示灯的输入端和异相指示灯的输入端连接。
更具体地，如图2所示，是本实用新型实施例所述门电路相位检测单元电路图，由两个双输入与非驱动芯片、一个双输入与非门芯片、一个二极管及电阻和电容组成，本实施例中，双输入与非驱动芯片选用型号为CD40107，双输入与非门芯片选用型号为CD4011，二极管选用型号为4018。双输入与非门芯片的一个输入端与其中一个电容传感器的输出端连接，其中一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与另一个电容传感器的输出端连接，输出端与双输入与非门芯片的另一个输入端连接；另一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与双输入与非门芯片的输出端连接，输出端与积分及比较电路单元的输入端连接。
如图3所示，是本实用新型实施例所述积分及比较电路单元电路图，由线性比较器、二极管D及电阻和电容组成，本实施例中，线性比较器选用型号为MAX933。线性比较器的输入端经二极管D与门电路相位检测单元的输出端连接，线性比较器的输出端与微处理器单元的A/D端连接。
本实施例中，门电路相位检测单元本质上是波形变换电路与过零检测电路的结合，信号处理过程如下：首先，波形变换电路将两个电容传感器耦合出的信号波形变换处理为矩形波信号；然后，将两路矩形波信号输入过零检测电路，判断两个信号过零点时刻t1与t2的时间差Δt，并对两路矩形波信号进行异或处理，基于异或处理结果和时间差Δt输出相位差脉冲信号，所述脉冲信号的脉宽即对应的相位差，更具体地，如图4所示，是本实用新型实施例中的电压相位差获取原理示意图。
积分及比较电路单元测量获取相位差脉冲信号的脉宽，即可求出相位差，相位差的计算公式如下：
P＝2ΠΔt/T＝2Πτn/T，
式中，P为相位差，Π为圆周率，τ为信号采样周期，n为两信号过零点时刻t1与t2间的采样点数，T为信号周期。此方法不仅硬件电路容易实现，而且软件算法简单易行。
作为优选方案，还包括两个线路带电指示灯，分别为线路1带电指示灯和线路2带电指示灯，两个线路带电指示灯的输入端均与微处理器单元的输出端I/O口连接。当1#电容传感器接通时，线路1带电指示灯亮起；当2#电容传感器接通时，线路2带电指示灯亮起，以起到监控高压开关设备接入状态的作用。
作为优选方案，还包括电源、开关电路单元，电源的输出端与开关电路单元的输入端连接，开关电路单元的输出端与微处理器单元对应电源端连接。通过开关电路单元，能够接通或断开电源输入，以起到开关电路的作用。
作为优选方案，还包括电源指示灯单元，电源指示灯单元的输入端与开关电路单元的输出端连接。当接通电源输入时，电源指示灯单元亮起，以起到监控电路开关状态的作用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，包括信号处理电路、微处理器单元、同相指示灯、异相指示灯，所述信号处理电路包括门电路相位检测单元和积分及比较电路单元，高压开关设备中两个电容传感器的输出端与门电路相位检测单元的输入端连接，门电路相位检测单元的输出端与积分及比较电路单元的输入端连接，积分及比较电路单元的输出端与微处理器单元的A/D端连接，微处理器单元的输出端I/O口与同相指示灯的输入端和异相指示灯的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，还包括两个线路带电指示灯，两个线路带电指示灯的输入端均与微处理器单元的输出端I/O口连接。
3.根据权利要求1所述的用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，还包括电源、开关电路单元，电源的输出端与开关电路单元的输入端连接，开关电路单元的输出端与微处理器单元对应电源端连接。
4.根据权利要求3所述的用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，还包括电源指示灯单元，电源指示灯单元的输入端与开关电路单元的输出端连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，所述门电路相位检测单元包括两个双输入与非驱动芯片、一个双输入与非门芯片，双输入与非门芯片的一个输入端与其中一个电容传感器的输出端连接，其中一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与另一个电容传感器的输出端连接，输出端与双输入与非门芯片的另一个输入端连接；另一个双输入与非驱动芯片的一个输入端与双输入与非门芯片的输出端连接，输出端与积分及比较电路单元的输入端连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于高压开关设备核相试验的相位差检测电路，其特征是，所述积分及比较电路单元包括线性比较器，线性比较器的输入端与门电路相位检测单元的输出端连接，线性比较器的输出端与微处理器单元的A/D端连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN115825560A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-03-21 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于频率跟踪技术的低压电网智能核相装置及方法 |
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2019
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| CN115825560A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-03-21 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于频率跟踪技术的低压电网智能核相装置及方法 |
| CN115825560B (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-23 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于频率跟踪技术的低压电网智能核相方法 |
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