专利名称：一种冗余采样系统的模拟前端电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统继电保护设备的冗余采样系统的模拟前端电路，属工业控制技术领域。
背景技术：
电力系统继电保护设备是当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，快速而准确地使断路器跳闸或发出信号的自动装置。为提高继电保护系统的可靠性，应用于高电压等级电网的继电保护系统中的保护设备均采用冗余配置，并且设备硬件的采样系统采用冗余架构；目标是在采样系统中发生单一元件故障时，设备能及时准确判断硬件故障， 避免发出错误的断路器动作命令。采样系统的模拟前端电路同样采用冗余架构设计。除了实现输入信号调理的功能夕卜，为方便批量测试，采样系统的模拟前端电路还需接入与输入信号对应的外部测试信号。 如图1所示，典型的前端电路设计采用运算放大器设计加法器和低通滤波器，实现输入信号调理和外部测试信号接入的功能。这种模拟前端电路，在实际应用时，出现了由于某一只运算放大器失效导致相互冗余的两路采样通道输出值同时出现扰动，设备未能正确判断硬件故障，从而导致发出错误工作命令的事故。
实用新型内容本实用新型的目的是通过采用被动器件构成模拟前端电路，降低采样系统硬件故障几率；对冗余采样系统分别接入独立的外部测试量，降低冗余架构的内部耦合度，确保采样系统前端电路中发生单一元件故障时，设备能准确判断硬件故障，达到总体上提高继电保护设备模拟采样回路可靠性的目的。为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供以下技术方案一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，电路由电阻和电容元件构成，具有两个独立的测试信号输入接口。电路中包含由两个电阻串联成的两个串联电路，所述两个串联电路的一端连接在一起构成一输入端，所述两个串联电路的另一端分别为两个输出端，输入信号经所述输入端输入，分别输出至所述两个输出端。所述输出端同时经电容接地。所述输入信号同时经一电阻接地。所述测试信号输入接口分别连接至每个所述串联电路中的串联的所述两个电阻之间。输入回路阻抗综合低通截止频率和输入信号瞬态峰值限流的需求设置。本技术方案基于阻容元件设计模拟前端电路，通过对冗余电路分别接入测试量的拓扑结构，提高冗余部分间的解耦程度，避免由于冗余电路中单一元件的故障导致冗余系统的整体输出异常。[0013]本实用新型所达到的有益效果本实用新型的模拟前端电路比经典电路元器件数量少，降低了成本，且去掉了现有技术中电路中失效率最高的运算放大器，提高了电路可靠性；由于外部测试信号分别引入冗余电路，相比于现有技术中的电路，加大了两回路间的阻抗，降低了两回路间的耦合程度，实现对冗余系统的单一回路异常测试，有助于判定硬件故障，提高了系统整体的可靠性。
图1是现有技术中采样系统的模拟前端电路图；图2是本实用新型的冗余采样系统的模拟前端电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图2所示，本实用新型基于被动元件构成，具有两个独立的测试信号输入接口， 正常工作状态实现双重化采样，测试状态下可对冗余系统中的子系统分别测试。电路由电阻和电容元件构成，电路中包含两个由电阻串联而成的串联电路，第一个串联电路由电阻R2与电阻R3串联而成，第二个串联电路由电阻R4与电阻R5串联而成， 两个串联电路的一端连接在一起构成一输入端IN，两个串联电路的另一端分别为两个输出端0UTA、0UTB，输入信号经输入端IN输入，分别输入至两个串联电路中，再分别输出至两个输出端 OUTA、OUTB。输入信号经输入端IN同时通过电阻Rl接地。输出端OUTA同时通过电容Cl接地。输出端OUTB同时通过电容C2接地。电路中具有两个独立的外部测试信号输入接口 TinA、TinB，其中一个测试信号输入接口 TinA连接至第一个串联电路中的电阻R2与电阻R3之间；另一个测试信号输入接口 TinB连接至第二个串联电路中的电阻R4与电阻R5之间。输入回路阻抗是综合低通截止频率和输入信号瞬态峰值限流需求(ADC输入端口过压限制电流)确定。测试回路阻抗还需结合测试源的驱动能力确定。输入信号的低通截止频率由电阻R2+电阻R3和电容Cl、电阻R4+电阻R5和电容 C2确定。测试量的低通截止频率由电阻R3和电容Cl、电阻R5和电容C2确定。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，电路由电阻和电容元件构成，具有两个独立的测试信号输入接口。
2.根据权利要求1所述的一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，电路中包含由两个电阻串联成的两个串联电路，所述两个串联电路的一端连接在一起构成一输入端，所述两个串联电路的另一端分别为两个输出端，输入信号经所述输入端输入，分别输出至所述两个输出端。
3.根据权利要求2所述的一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，所述输出端同时经电容接地。
4.根据权利要求2所述的一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，所述输入信号同时经一电阻接地。
5.根据权利要求2所述的一种冗余采样系统的模拟前端电路，其特征是，所述测试信号输入接口分别连接至每个所述串联电路中的串联的所述两个电阻之间。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于高压继电保护装置的冗余采样系统的模拟前端电路，电路由电阻和电容元件构成，具有两个独立的测试信号输入接口。本实用新型的模拟前端电路比经典电路元器件数量少，降低了成本，且去掉了现有技术中电路中失效率最高的运算放大器，提高了电路可靠性；通过将独立的测试信号分别接入冗余采样系统的方式，降低了两回路间的耦合程度，实现对冗余系统的单一回路异常测试，有助于判定硬件故障，提高了系统整体的可靠性。
文档编号G01R1/30GK202256418SQ20112035686
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者夏雨, 姜雷, 甘云华, 邓庆, 邹志杨, 马玉龙 申请人:国电南瑞科技股份有限公司