一种三相不平衡检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造属于三相电流采样及电流不平衡度的检测技术领域，尤其是涉及一种三相不平衡检测电路。
【背景技术】
[0002]三相负荷平衡是安全供电的基础。三相负荷严重不对称，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，电灯不亮、电器效能降低、小水栗易烧毁等问题。而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对动力用户来说，三相电压不平衡，会引起电机过热现象。三相负荷保持平衡是节约能耗、降损降价的基础。三相负荷不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移，增大中性线电流，从而增大线路损耗。实践证明，一般情况下三相负荷不平衡可引起线损率升高2%_10%，三相负荷不平衡度若超过10%，则线损显著增加。只有三相阻抗平衡，才能保证低压漏电总保护良好运行，防止人身触电伤亡事故。
[0003]目前检测三相电流不平衡多是分别采样三相电流，通过计算三相电流数据，计算出电流差值，进而得到电流不平衡度，这样会造成采样周期长，无法及时进行报警保护。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明创造旨在提出一种三相不平衡检测电路，以解决采样周期长，无法及时进行报警保护的问题。
[0005]为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的:
[0006]一种三相不平衡检测电路，包括三个电流互感器、三个精密整流电路和一个电压跟随器，所述三个电流互感器的输入端分别用来连接三相电源的u，v，w三相，每个电流互感器的输出端连接一个精密整流电路，所述三个精密整流电路的3个输出端合并后连接电压跟随器的输入端。
[0007]进一步的，每个精密整流电路包括反相比例放大电路I和反相比例放大电路2，所述反相比例放大电路I的输出端通过串联的第一二极管和第一电阻连接反相比例放大电路2的反向输入端;所述反相比例放大电路I包括一级运算放大器，所述一级运算放大器反向输入端和输出端之间接一二极管，第一二极管的阳极通过一电阻接一级运算放大器反向输入端，所述一级运算放大器反向输入端还通过连接的第二电阻、第三电阻连接反相比例放大电路二的反向输入端；
[0008]每个所述电流互感器的输出端并联两个电阻，后通过第二电阻连接一级运算放大器的反向输入端。
[0009]相对于现有技术，本发明创造具有以下优势:
[0010]通过检测三相合成的12头馒头波，在一个周期内就可检测三相电流不平衡度，大提高了三相不平衡的响应速度，实时性大提高，进而及时进行报警保护，避免事故的发生。
【附图说明】
[0011]构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
[0012]图1为本发明创造实施例所述三相不平衡检测电路的电路图；
[0013]图2为图1中一个精密整流电路的放大图；
[0014]图3为图1中所述电压跟随器部分电路的放大图。
【具体实施方式】
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
[0017]一种三相不平衡检测电路，如图1至3所示，包括三个电流互感器、三个相同连接结构的精密整流电路和一个电压跟随器，所述三个电流互感器的输入端分别用来连接三相电源的U，V，W三相，每个电流互感器的输出端连接一个精密整流电路，所述三个精密整流电路的3个输出端合并后连接电压跟随器的输入端。
[0018]如图2所示，是其中一个精密整流电路，包括反相比例放大电路I和反相比例放大电路2，所述反相比例放大电路一的输出端通过串联的二极管D4和电阻R4连接反相比例放大电路二的反向输入端；
[0019]所述反相比例放大电路I包括运算放大器U1C，所述运算放大器UlC反向输入端和输出端之间接一二极管D3，二极管D4的阳极通过电阻R9接运算放大器UlC的反向输入端，所述运算放大器UlC的反向输入端还通过连接的电阻R3、电阻R7连接反相比例放大电路2的反向输入端；电流互感器CTl的输出端并联两个电阻Rl、R2，后通过电阻R3连接一级运算放大器的反向输入端。
[0020]所述电流互感器CTl的输出信号流过并联的两个采样电阻Rl、R2，在电阻Rl、R2两端生成交流电压信号，在电压信号的正半波时，二极管D3截止，二极管D4导通，运算放大器Ul C形成反相比例放大电路，再经过运算放大U2B组成的反相比例放大电路2输出到M⑶的ADC口。在电压信号的负半波时，二极管D3导通，二极管D4截止，运算放大器UlC输出为0，再经过反相比例放大电路2输出到MCU的ADC 口上，得到精密整流波形。三相电的精密整流电路的功能是将微弱的交流电压转换成直流电压，整流输出保留输入电压的形状，而仅仅改变输入电压的相位。
[0021]如图3所示，所述电压跟随器，的输入级信号是上述三个精密整流电路的输出信号的合成信号，三相合成电压为同一时刻，为三相电流整流后的最大值，进而得到12头的馒头波。
[0022 ]构成所述反相比例放大电路I和反相比例放大电路2的运算放大器和构成所述电压跟随器的运算放大器均选择的是型号为LM224D的运算放大器。
[0023]发明创造实现U，V，W三相电流首先经电流互感器，后经精密整流电路送M⑶的ADC口进行电流采样，由于U，V，W三相电流互差120°，频率为工频50HZ，周期T为20mS，精密整流后，三路电流信号合成一个周期T/12的馒头波直流信号，该馒头波信号经电压跟随器送MCU的ADC 口进行电流不平衡度的采样及运算，通过比较一个周期内12个馒头波的瞬时值的差值，计算得出相应的电流不平衡度，当电流不平衡度超出设定值时，由MCU输出相应的封锁及报警信号，对设备进行保护。
[0024]以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种三相不平衡检测电路，其特征在于:包括三个电流互感器、三个精密整流电路和一个电压跟随器，所述三个电流互感器的输入端分别用来连接三相电源的u，v，w三相，每个电流互感器的输出端连接一个精密整流电路，所述三个精密整流电路的3个输出端合并后连接电压跟随器的输入端。2.根据权利要求1所述的三相不平衡检测电路，其特征在于:每个精密整流电路包括反相比例放大电路I和反相比例放大电路2，所述反相比例放大电路I的输出端通过串联的第一二极管和第一电阻连接反相比例放大电路2的反向输入端； 所述反相比例放大电路I包括一级运算放大器，所述一级运算放大器反向输入端和输出端之间接一二极管，第一二极管的阳极通过一电阻接一级运算放大器反向输入端，所述一级运算放大器反向输入端还通过连接的第二电阻、第三电阻连接反相比例放大电路二的反向输入端； 每个所述电流互感器的输出端并联两个电阻，后通过第二电阻连接一级运算放大器的反向输入端。3.根据权利要求2所述的三相不平衡检测电路，其特征在于:构成所述反相比例放大电路I和反相比例放大电路2的运算放大器和构成所述电压跟随器的运算放大器均选择的是型号为LM224D的运算放大器。
【专利摘要】本实用新型创造提供了一种三相不平衡检测电路，包括三个电流互感器、三个精密整流电路和一个电压跟随器，所述三个电流互感器的输入端分别用来连接三相电源的U,V,W三相，每个电流互感器的输出端连接一个精密整流电路，所述三个精密整流电路的3个输出端合并后连接电压跟随器的输入端。相对于现有技术，本实用新型创造具有以下优势：通过检测三相合成的12头馒头波，在一个周期内就可检测三相电流不平衡度，大提高了三相不平衡的响应速度，实时性大提高，进而及时进行报警保护，避免事故的发生。
【IPC分类】G01R29/16
【公开号】CN205374613
【申请号】CN201521127634
【发明人】刘忠新, 张秋, 杜颜颜
【申请人】天津诚电科技有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月30日