[实用新型]一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电保护装置中的一个模块，尤其涉及继电保护装置中的保护测量信号采样模块。

背景技术

根据电力系统对微机继电器的动作精度要求，远动测量量的精度误差在±0.5％以内，而保护交流量的测量精度通常在±3％以内。虽然保护交流量的测量精度要求比远动测量量的精度低，但是保护交流量的测量范围要求是0～40倍的额定值，而测量量的要求范围为0～1.2倍额定值，对保护交流量的动态范围的要求显然要远远大于远动测量量。

为了提高测量精度，目前主要采取的办法是尽量减小二次CT的变比或者增大运放回路的放大倍数，使得在从原始输入值到AD采样值的转换过程中，损失的精度尽量的小。对于远动测量值，因为测量的动态范围不大，最高只需要考虑到1.2倍的额定值，输入量本身的变化范围小，采用该种方法是合适的，但对于保护测量量，因为要考虑到40倍的上限值，二次CT的变比就不能取得太小，否则转换出的值将超出AD的测量范围。例如对额定值为5A的保护电流通道，其要求的动态测量范围为0～200A，对于常见的100A/7.5V的二次CT，二次CT的输出端电压值范围为0～15V，最大值将达到15V。目前常用的DSP均为3.3V器件，其内部AD的输入要求通常为0～3V，为实现对交流量的双端采样，通常取1.5V的参考电平，因此单端最大输入值为1.5V。为了保证信号最大输入值时，AD通道的输入不越限，运放回路只能对信号做缩小处理，最少的缩小倍数为15/1.5＝10倍。在这样的增益系数下，当输入电流降低至10A以下，尤其是5A以下时，AD采样的输入电压将降至0.0375V以下，1A时，甚至小于0.006V，这样小的输入电压，必然导致小电流时测量误差的增大，直至超出±3％以外。

发明内容

发明目的：本实用新型主要针对电力系统继电保护装置对保护采样通道的大范围采样精度的要求，设计了一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块，满足了全范围高精度的采样要求。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种继电保护装置中的保护测量信号采样模块，它包括二阶阻容滤波回路，所述的二阶阻容滤波回路并联两个反向串接的二极管，再与三号电阻并联，并与第一电压跟随器相连，第一电压跟随器的输出端连接第一信号放大回路，第一信号放大回路的输出端与第一采样通道相连；第一电压跟随器的输出端上还连接有第二电压跟随器，第二电压跟随器的输出端连接有第二信号放大回路，第二信号放大回路的输出端通过限压回路与第二采样通道连接。

本实用新型中，所述的第一电压跟随器为一号运算放大器，二阶阻容滤波回路与一号运算放大器的反相输入端3脚相连；一号运算放大器的8脚和4脚分别接+15V和-15V电源，一号运算放大器的同相输入端2脚和输出端1脚相连，一号运算放大器的1脚经过四号电阻与第一信号放大回路的输入端相连。

本实用新型中，第一信号放大回路包括与第一电压跟随器输出端相连的四号电阻，四号电阻与三号运算放大器的2脚相连，三号运算放大器的2脚通过五号电阻连接到输出端1脚上，1脚与继电器的第一采样通道相连；三号运算放大器的反相输入端3脚经七号电阻与地相连，且3脚经六号电阻与直流参考电平REF1.5相连；三号运算放大器的4脚、8脚分别接-15V和+15V电源。

本实用新型中，所述的第二电压跟随器为二号运算放大器，二号运算放大器的3脚与第一电压跟随器的输出端相连，二号运算放大器的2脚与1脚相连，二号运算放大器的1脚经八号电阻与第二信号放大回路的输入端相连。

本实用新型中，所述的第二信号放大回路包括四号运算放大器，四号运算放大器的2脚通过九号电阻连接到四号运算放大器的输出端1脚上，1脚通过十二号电阻连接继电器的第二采样通道；四号运算放大器的反相输入端3脚经十一号电阻与地相连，同时3脚经十号电阻与直流参考电平REF1.5相连。

本实用新型中，所述的限压回路包括十二号电阻，十二号电阻与第二个采样通道的连接点分别通过两个稳压管与电源和地相连。

本实用新型中，所述的二阶阻容滤波回路包括一号电阻，一号电阻分别与一号电容和二号电阻连接，二号电阻连接二号电容，一号电容、二号电容接地。