[发明专利]用于监测电力系统中的故障电流的装置

说明书

技术领域

本发明的一个方案涉及一种用于监测电力系统中的故障电流的装置，更具体而言，涉及一种用于在电力系统中发生由雷击或短路引起的事故时快速监测故障电流的装置。

背景技术

当在电力系统中发生由雷击或短路引起的事故时，使用诸如超导故障限流器或数字保护继电器的多种装置来针对这种事故采取措施。

为了保护电力系统中的器件，必须尽可能快地监测到事故发生的情况。为此，可以通过将自电力系统输入的AC(交流电)信号整流为DC(直流电)信号来检测到故障电流的存在。在这种情况下，电容器的充电时间(上升时间)是必然需要的，因此，难以快速地确定所发生事故的存在。

特别地，这种问题可能在诸如需要快速的响应速度的超导故障限流器的装置中作为更加严重的问题而出现。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于监测电力系统中的故障电流的装置，所述装置不是将从电力系统检测到的AC信号整流为DC信号，而是立刻监测到在AC信号中产生的故障电流，从而迅速地响应于电力系统。

根据本发明的一个方案，提供了一种用于监测电力系统中的故障电流的装置，所述装置包括：第一桥式二极管，其被配置为接收从所述电力系统中的配电线检测到的AC电流并且对接收到的AC电流进行全波整流；第二桥式二极管，其被配置为接收从所述电力系统中的所述配电线检测到的AC电压并且对接收到的AC电压进行全波整流；第一比较单元，其被配置为将从所述第一桥式二极管输出的电流信号转换为电压信号，并且通过对所转换的电压信号和预定的基准值进行比较而输出高或低的数字信号；第二比较单元，其被配置为通过对从所述第二桥式二极管输出的电压信号和预定的基准值进行比较而输出高或低的数字信号；第一锁存单元，其被配置为锁存所述第一比较单元的输出值；第二锁存单元，其被配置为锁存所述第二比较单元的输出值；以及故障电流输出单元，其被配置为基于所述第一和第二锁存单元的所述输出值而输出用于通知产生了故障电流的故障信号。

在一些示例性的实施例中，所述第一比较单元可以包括：缓冲器，其被配置为通过用于电压转换的电阻元件而将从所述第一桥式二极管输出的所述电流信号转换为电压信号，并且输出所转换的电压信号；比较器，其被配置为通过运算放大器的倒相输入端和同相输入端而分别接收所述缓冲器的输出信号和所述基准值，并且通过对所述输出信号和所述基准值进行比较而输出高或低的数字信号；以及反相器，其被配置为对所述比较器的输出信号进行反相并且输出反相的信号。

在一些示例性的实施例中，所述第一锁存单元可以包括D锁存器，所述D锁存器具有施加有高信号的数字信号输入端、输入有所述反相器的输出信号的时钟输入端和连接至开关单元的触发端，所述开关单元决定是否触发锁存操作。

在一些示例性的实施例中，所述第二比较单元可以包括：缓冲器，其被配置为接收从所述第二桥式二极管输出的电压信号并且输出接收到的电压信号；比较器，其被配置为通过运算放大器的倒相输入端和同相输入端而分别接收所述缓冲器的输出信号和所述基准值，并且通过对所述输出信号和所述基准值进行比较而输出高或低的数字信号；以及反相器，其被配置为对所述比较器的输出信号进行反相并且输出反相的信号。

在一些示例性的实施例中，所述第二锁存单元可以包括D锁存器，所述D锁存器具有施加有高信号的数字信号输入端、输入有所述反相器的输出信号的时钟输入端和连接至开关单元的触发端，所述开关单元决定是否触发锁存操作。

在一些示例性的实施例中，基准值可以被配置为使用可变电阻元件而由用户可变地确定。

在一些示例性的实施例中，所述装置可以进一步包括分别连接至所述第一和第二锁存单元的显示单元，以基于所述第一和第二锁存单元的输出值而接通/断开发光二极管(LED)。

在一些示例性的实施例中，所述装置可以进一步包括连接至所述故障信号输出单元的显示单元，以基于所述故障信号输出单元的输出值而接通/断开LED。

附图说明

结合附图，通过下面实施例的描述，本发明的这些或其它方案和优点将变得更加显而易见和更易于理解，其中：

图1为示出根据本发明的一个实施例的用于监测电力系统中的故障电流的装置的构造的示意框图；

图2为示出第一比较单元和第二比较单元的内部电路构造的电路图；以及

图3为示出与图2中示出的第一和第二比较单元相关的第一锁存单元、第二锁存单元以及故障信号输出单元的构造的实施例的电路图。

具体实施方式

在下文中，参照附图将详细地描述优选的实施例。