[发明专利]一种用于配电网高精度的零序电压检测电路及方法

说明书

本发明公开了一种用于配电网高精度的零序电压检测电路及方法，包括电压转换电路、阻抗变换电路、模数转换电路和基准电压源电路，电压转换电路包括电压互感器T1、稳压二极管V1和稳压二极管V2，阻抗变换电路包括平衡电阻RL1、采样电阻RL2、平衡电阻RL3、高频退耦电容CL3和运算放大器U1A，基准电压源电路包括分压电阻R1、分压电阻R2和运算放大器U1B，模数转换电路包括退耦电容CL1、退耦电容CL2和ADC转换芯片U2。通过电压转换电路对配电网零序电压进行电压变换，将变换后的小信号取样并经过阻抗变换电路调节和模数转换电路进行快速模数转换，得到高精度的零序电压监测电压值，提升了配电网零序电压检测精度。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，更具体的说是涉及一种用于配电网高精度的零序电压检测电路及方法。

背景技术

目前，市场主流的配电网故障指示器产品对于配电网接地故障的识别方法大部分依据线路电场变化来判断。配电线路的电场是以架空线路相对于地面的一个参考电场值，该电场值容易受到环境变化影响。比如，故障指示器产品安装的线路附近有树木、建筑物、架空线路下方道路经过的车辆等都会对电场值的测量产生影响，此类影响往往导致故障指示器对配电网线路接地的误判和漏判。因此，为解决配电网故障指示器无法对线路接地故障进行准确判断问题，就需要另外一种更加准确的判断依据，即配电网零序电压判断。配电网零序电压是线路三相电压的合成值，其数值不会受实际线路架设环境的影响。配电线路零序电压值的突变能够准确反映出线路的接地故障，为配电线路接地故障的快速定位提供可靠的依据。

配电线路零序电压判断的前提是需要对配电线路零序电压进行准确的采样分析，本发明正是针对目前配电线路故障指示产品接地故障判断的不足，提出了一种用于配电网高精度的零序电压检测电路及方法。配电网线路故障指示器通过引入零序电压作为接地故障判断的依据，显著提高了配电线路接地故障的识别率，明显减少了电网运维时间和成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于配电网高精度的零序电压检测电路及方法，实现对配电线路零序电压的实时采样检测，并将检测的零序电压提供给配电线路故障定位系统进行分析研判，提高了配电线路接地故障识别的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于配电网高精度的零序电压检测电路，包括：电压转换电路、阻抗变换电路、模数转换电路和基准电压源电路，所述电压转换电路与所述阻抗变换电路连接，所述阻抗变换电路和所述基准电压源电路均与所述模数转换电路连接，且所述电压转换电路与配电网零序电压连接。

优选的，所述电压转换电路包括电压互感器T1、稳压二极管V1和稳压二极管V2，所述电压互感器T1的原边与所述配电网零序电压连接，所述电压互感器T1的副边分别与所述稳压二极管V1阴极和所述稳压二极管V2阴极连接，所述稳压二极管V1阳极和所述稳压二极管V2阳极连接。

优选的，所述阻抗变换电路包括平衡电阻RL1、采样电阻RL2、平衡电阻RL3、高频退耦电容CL3和运算放大器U1A，所述稳压二极管V1阴极和所述稳压二极管V2阴极分别与所述采样电阻RL2两端连接，且所述采样电阻RL2两端分别连接所述平衡电阻RL1一端和所述平衡电阻RL3一端，所述平衡电阻RL1另一端和所述平衡电阻RL3另一端分别与所述高频退耦电容CL3两端连接，所述高频退耦电容CL3与所述运算放大器U1A正相输入脚3连接，所述运算放大器U1A输出脚1和反向输入脚2相连，所述运算放大器U1A电源正脚4与模拟电源AVDD相连，所述运算放大器U1A电源负脚8与参考地GND相连。

优选的，所述基准电压源电路包括分压电阻R1、分压电阻R2和运算放大器U1B，所述分压电阻R1和所述分压电阻R2串联，且所述分压电阻R1与数字电源DVDD连接，所述分压电阻R2与电源地GND连接，所述分压电阻R1和分压电阻R2的分压点与所述运算放大器U1B正相输入脚5连接，所述运算放大器U1B输出脚7和反向输入脚6相连，所述运算放大器U1B电源正脚9与数字电源DVDD相连，所述运算放大器U1B电源负脚8与参考地GND相连。