专利名称：硬件双测频回路装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及硬件双测频回路装置。
背景技术：
电力系统的频率稳定一般规划为电力系统的长期动态分析，主要研究电力系统受到扰动后同步稳定过程已基本结束时电力系统的频率动态行为。与电压的稳定和功角的稳定相比，频率稳定的研究显的很不够。电力系统频率反映了系统中有功功率的供需平衡情况，它不仅是电力系统运行的重要电能质量指标，也是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。实时监测系统频率，对继电保护的数据采集处理的准确性，系统的低频减载功能的科学性、可行性等有着举足轻重的作用。目前，很多微机保护装置对电力系统的频率的监测仅采集母线一相电压，如果采集频率回路的母线相出现断线，此时就失去了对系统频率的监测。本测频回路针对当前问题，通过测量母线线电压形成的双捕获通道，既解决系统母线断线出现的弱点，又增强了装置对系统频率测量的精确度。
发明内容本实用新型的发明目的是提供一种结构简单，使用方便，成本低，通过硬件双测频回路电路装置实时监测系统频率，实时跟踪系统频率，保证保护装置相应功能的准确性的硬件双测频回路装置。为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的一种硬件双测频回路装置包括第一电压跟随器、第二电压跟随器、第三电压跟随器、第四电压跟随器、第一过零比较器、第二过零比较器、第一放大器、第二放大器、第一光耦合隔离器，第二光耦合隔离器，本实用新型的特殊之处在于所述第一电压跟随器的负极与第一放大器的负极连接，第三电压跟随器的负极与第一放大器的正极连接，所述第一放大器的输出端与第一过零比较器负极连接，第一过零比较器输出端与第一光耦合隔离器连接，所述第二电压跟随器的负极与第二放大器的正极连接，第二电压跟随器的输出端与第二放大器的负极连接， 所述第二放大器的输出端与第二过零比较器的负极连接，第二过零比较器的输出端与第二光耦合隔离器连接，所述第一过零比较器正极与第二过零比较器的正极连接。所述第一电压跟随器的旁路连接一个第一电阻。所述第二电压跟随器的旁路连接一个第四电阻。所述第三电压跟随器的旁路连接一个第五电阻。所述第四电压跟随器的旁路连接一个第十电阻。所述第一放大器的旁路连接一个第十五电阻。所述第二放大器的旁路连接一个第十八电阻。所述第一过零比较器与第二过零比较器构成过零比较器电路及其输入保护电路及第一光耦合隔离器、第二光耦合隔离器构成光耦隔离、变换电路。所述第一电压跟随器、第二电压跟随器、第三电压跟随器、第四电压跟随器组成为
3电压跟随器电路。所述第一放大器、第二放大器组成为差分式减法电路。本实用新型与现有技术相比，具有结构简单，使用方便，成本低，通过硬件双测频回路电路装置实时监测系统频率，实时跟踪系统频率，保证保护装置相应功能的准确性，其采集系统频率精度达到0.01Hz，广泛用于电力系统，企事业各单位，部队。
图1为本实用新型电原理结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实新型的内容作进一步说明参照图1所示，一种硬件双测频回路装置包括第一电压跟随器U1A、第二电压跟随器U2A、第三电压跟随器U1B、第四电压跟随器U2B、第一过零比较器U1D、第二过零比较器 U2D、第一放大器U1C、第二放大器U2C、第一光耦合隔离器U3，第二光耦合隔离器U4，其中， 所述第一电压跟随器UlA的负极与第一放大器UlC的负极连接，第三电压跟随器UlB的负极与第一放大器UlC的正极连接，所述第一放大器UlC的输出端与第一过零比较器UlD负极连接，第一过零比较器UlD的输出端与第一光耦合隔离器U3连接，所述第二电压跟随器 U2A的负极与第二放大器U2C的正极连接，第二电压跟随器U2A的输出端与第二放大器U2C 的负极连接，所述第二放大器U2C的输出端与第二过零比较器U2D的负极连接，第二过零比较器U2D的输出端与第二光耦合隔离器U4连接，所述第一过零比较器UlD正极与第二过零比较器U2D的正极连接。所述第一电压跟随器UlA的旁路连接一个第一电阻Rl。所述第三电压跟随器UlB的旁路连接一个第四电阻R4。所述第二电压跟随器U2A的旁路连接一个第五电阻R5。所述第四电压跟随器U2B的旁路连接一个第十电阻R10。所述第一放大器UlC的旁路连接一个第十五电阻R15。所述第二放大器U2C的旁路连接一个第十八电阻R18。所述第一过零比较器UlD与第二过零比较器U2D构成过零比较器电路及其输入保护电路及第一光耦合隔离器U3、第二光耦合隔离器U4构成光耦隔离、变换电路。所述第一电压跟随器U1A、第二电压跟随器U2A、第三电压跟随器U1B、第四电压跟随器U2B组成为电压跟随器电路。所述第一放大器U1C、第二放大器U2C组成为差分式减法电路。所述第一电压跟随器UlA的11脚旁路连接电容Cl和电容C5，3脚连接电阻R2，4 脚旁路连接电容C3和电容C6，2脚连接电阻Rl，1脚连接电阻Rll ；所述第三电压跟随器UlB的6脚连接电阻R4，电阻R4另一端与电阻R12 —端连接，5脚连接电阻R3;所述第二电压跟随器U2A的11脚旁路连接电容C2和电容C7，2脚连接电阻R5，3 脚连接电阻R8，4脚旁路连接电容C4和电容C8，1脚连接电阻R17 ；所述第四电压跟随器U2B的6脚连接电阻R10，电阻RlO另一端与电阻R16 —端连接，5脚连接电阻R9; 所述第一放大器UlC的旁路并联连接一个电阻R15，电阻R15另一端与电阻R19 — 端连接，电阻R12另一端与电阻R13—端连接，电阻R13另一端与电阻R14—端连接，电阻 R14另一端分别与电阻R17另一端、第二放大器U2C的10脚连接；所述第二放大器U2C的旁路并联连接一个第十八电阻R18，电阻R18 —端与电阻 R16另一端连接，电阻R18另一端与电阻R22 —端连接；所述电阻R19另一端分别与二极管D1、D2、第一过零比较器UlD的13脚一端连接， 二极管Dl、D2另一端分别与二极管D3、D4 一端连接，二极管D3、D4另一端分别与电阻R22 另一端、第二过零比较器U2D的13脚连接；所述第一过零比较器UlD的12脚、第二过零比较器U2D的12脚串联连接电阻R20、 电阻R23 ；所述第一过零比较器UlD的14脚一端与电阻R21 —端连接；所述第二过零比较器U2D的14脚一端与电阻RM —端连接；所述电阻R21另一端分别与二极管D5 —端、第一光耦合隔离器U3 —端连接，二极
管D5另一端与二极管D6 —端连接，二极管D6另一端与电阻R24另一端、第二光耦合隔离器U4 —端连接；所述第一光耦合隔离器U3另一端分别与电阻R6、地连接；所述第二光耦合隔离器U4另一端分别与电阻R7、地连接。综上所述，对系统相电压Ua、Ub、Uc三路信号利用U1A、U2A和U1B、U2B放大器进行电压跟随，目的在于提高测频电路的抗干扰能力。Ua、证相电压经过放大器UlC做差处理得到系统线电压Uab= (Ua-Ub), Uc, Ub经过放大器U2C做差处理得到系统线电压Ucb= (Uc-Ub)，差动放大倍数为1，然后通过4只二极管的嵌位保护，分别进入U1D、U2D进行过零比较，形成频率方波信号，最后，通过光耦合隔离器U3，U4的隔离、电压变换，形成适合系统 DSP的输入信号3. 3V的频率方波信号，进入DSP采集捕获、监测。用两个捕获通道对系统 Ua, Ub, Uc三相电压的频率同时监测。通过A/D采样的前置处理，引出三路电压信号，通过电压跟随器隔离跟随，运放进行做差处理，取出系统线电压，经过二极管钳位处理，进行过零比较，形成频率方波信号，最后，通过光耦合隔离器的隔离，进入系统CPU的捕获单元进行系统频率监测。通过本实用新型的方案相应前置处理，经过DSP的软件处理，得出系统误差很小，准确可靠的实时频率。
权利要求1.一种硬件双测频回路装置，该装置包括第一电压跟随器(U1A)、第二电压跟随器 (U2A)、第三电压跟随器(U1B)、第四电压跟随器(U2B)、第一过零比较器(U1D)、第二过零比较器(U2D)、第一放大器(U1C)、第二放大器(U2C)、第一光耦合隔离器(U3)，第二光耦合隔离器(U4)，其特征在于所述第一电压跟随器(UlA)的负极与第一放大器(UlC)的负极连接， 第三电压跟随器(UlB)的负极与第一放大器(UlC)的正极连接，所述第一放大器(UlC)的输出端与第一过零比较器(UlD)负极连接，第一过零比较器(UlD)输出端与第一光耦合隔离器(U3)连接，所述第二电压跟随器(U2A)的负极与第二放大器(U2C)的正极连接，第二电压跟随器(U2A)的输出端与第二放大器(U2C)的负极连接，所述第二放大器(U2C)的输出端与第二过零比较器(U2D)的负极连接，第二过零比较器(U2D)的输出端与第二光耦合隔离器 (U4)连接，所述第一过零比较器(UlD)正极与第二过零比较器(U2D)的正极连接。
2.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第一电压跟随器 (UlA)的旁路连接一个第一电阻(R1)。
3.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第三电压跟随器 (UlB)的旁路连接一个第四电阻(R4)。
4.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第二电压跟随器 (U2A)的旁路连接一个第五电阻(R5)。
5.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第四电压跟随器 (U2B)的旁路连接一个第十电阻(R10)。
6.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第一放大器(UlC)的旁路连接一个第十五电阻(R15)。
7.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第二放大器(U2C)的旁路连接一个第十八电阻(R18)。
8.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第一过零比较器 (UlD)与第二过零比较器(U2D)构成过零比较器电路及其输入保护电路及第一光耦合隔离器(U3)、第二光耦合隔离器(U4)构成光耦隔离、变换电路。
9.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第一电压跟随器 (U1A)、第二电压跟随器(U2A)、第三电压跟随器(U1B)、第四电压跟随器(U2B)组成为电压跟随器电路。
10.根据权利要求1所述的硬件双测频回路装置，其特征在于所述第一放大器(U1C)、 第二放大器(U2C)组成为差分式减法电路。
专利摘要本实用新型公开了硬件双测频回路装置。第一电压跟随器的负极与第一放大器的负极连接，第三电压跟随器的负极与第一放大器的正极连接，第一放大器的输出端与第一过零比较器负极连接，第一过零比较器输出端与第一光耦合隔离器连接，第二电压跟随器的负极与第二放大器的正极连接，第二电压跟随器的输出端与第二放大器的负极连接，第二放大器的输出端与第二过零比较器的负极连接，第二过零比较器的输出端与第二光耦合隔离器连接，第一过零比较器正极与第二过零比较器的正极连接。具有结构简单，使用方便，成本低，抗干扰能力强，信号误差小，可靠性高的特点。广泛用于电力系统，企事业各单位，部队。
文档编号G01R23/02GK202210124SQ20112035653
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者刘宝祥, 刘瑞, 王志军, 种应轩, 金璐 申请人:新疆新华能开关有限公司西安研发中心