[发明专利]一种高压变频继电保护装置的硬件测频电路

说明书

本发明涉及一种高压变频继电保护装置的硬件测频电路，包括单相测频模块，单相测频模块接收对应电压互感器采集的二次电压信号，进行频率测量；降压单元将电压互感器输出的二次电压信号进行降压后输入到整流单元，整流单元整流为直流信号输出；经滤波单元滤波，放大单元对波形放大后，经光耦隔离后输入到测量单元；测量单元进行对输入信号进行频率测量。采用三种相同回路提高频率测量的稳定性、精度，而且还能在系统发生故障时准确为处理器提供可靠的频率计算信号源，能实时、可靠转换电力系统的频率变化。采用的模拟回路与数字回路的隔离方法，能进一步提高电路运行的稳定性与可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种高压变频继电保 护装置的硬件测频电路。

背景技术

目前，在电力系统继电保护领域都使用微机型保护产品，实现电力系统 的故障保护功能，其中系统的频率测量对微机型保护产品至关重要，不仅关 系到继电保护产品的数据采样计算，也影响到系统的稳定运行监测功能；同 时，对于目前的高压电动机一般都是采用变频启动、运行的方式，其最大的 特点为频率变化范围较宽，对频率采样要求较高。

目前，现有的电力系统的继电保护装置采用的频率计算方法都是基于软 件算法实现的。目前，使用软件算法计算电力系统频率的方法，容易受到采 样波形上的干扰信号影响，尤其是在电力系统发生故障或高压电动机启动过 程、负载较大时，波形畸变较为严重，软件算法不能预知波形的畸变程度， 造成频率计算结果误差较大，影响到继电保护产品的功能。

发明内容

为了解决电力系统继电保护产品频率采样不稳定可靠的问题，本发明提 供一种高压变频继电保护装置的硬件测频电路，使继电保护产品在系统发生 故障或运行异常时，能正确计算出系统的频率，提高继电保护产品的数据采 样精度、稳定性，进而改善产品的功能。

为达到上述目的，本发明提供了一种高压变频继电保护装置的硬件测频 电路，包括单相测频模块，单相测频模块接收对应电压互感器采集的二次电 压信号，进行频率测量；

所述单相测频模块包括降压单元、整流单元、滤波单元、放大单元、光 耦以及测量单元；

所述降压单元将电压互感器输出的二次电压信号进行降压后输入到整流 单元，所述整流单元整流为直流信号输出；所述滤波单元对所述直流信号进 行滤波，所述放大单元对滤波后的信号进行放大，经光耦隔离后输入到所述 测量单元；所述测量单元进行对输入信号进行频率测量。

进一步地，单相测频模块为3个，分别连接到3相的电压互感器。

进一步地，所述降压单元为串联电阻分压。

进一步地，整流单元为四个二极管构成的全波整流桥。

进一步地，所述滤波单元包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2；电 阻R1的一端连接全波整流桥的一个输出端，电阻R1的另一端连接电容C1 的一端，电容C1的另一端全波整流桥的另一个输出端并接地；电阻R2的一 端连接C1的一端，另一端连接电容C2的一端；电容C2的另一端接地。

进一步地，所述放大单元包括运算放大器、电阻R3和电阻R4；

电阻R3的一端连接电容C2的一端，电阻R3的另一端连接运算放大器的 正输入端，运算放大器的负输入端接地；所述电阻R4连接在运算放大器的正 输入端和输出端之间。

进一步地，还包括二极管D2和限流电阻R5；所述二极管D2的正极连接 运算放大器的输出端，负极连接限流电阻R5的一端，限流电阻R5的另一端 连接光耦的正输入端。

进一步地，所述光耦的负输入端接地；所述光耦的正输出端连接测量单 元的输入端口，测量单元对输入信号的频率进行测量。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：