专利名称：用于接地故障检测的电压超标测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术领域，是一种用于接地故障检测的电压超标测量装置，主要应用于电力直流电源系统电压超标的在线监测。
背景技术：
直流电源系统作为电力系统的重要组成部分，它为变电站继电保护及自动装置、 控制信号回路、远动通讯装置及事故照明提供稳定可靠的工作电源。由于直流回路布线复杂，常常因现场灰尘、潮湿、绝缘老化、元件损坏、不规范施工等因素引起直流接地。装置直流接地可能误动、拒动、以至损坏设备，造成大面积停电、直流电源系统瘫痪的严重后果。现有的监测装置结构复杂，成本高，判断准确率较低，难以满足现场在线监测的需要。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本低，判断准确率高，能够满足现场在线监测要求的用于接地故障检测的电压超标测量装置。本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的一种用于接地故障检测的电压超标测量装置，其特征是它包括母线分段切换继电器与电压超标测量电路的输入端连接，电压超标测量电路的输出端与单片机控制电路的输入端连接，单片机控制电路的输出端与报警继电器连接。所述的单片机控制电路包括ATMEGA16单片机与外部晶振Y1、复位开关J8相连接。所述的电压超标测量电路包括电阻R7、R8和R18串联构成的分压电路、型号为 LM358的运算放大器U2A与电阻R19连接构成的第一级运算放大电路、电阻R21与电容C6 连接构成的低通滤波电路、型号为LM358的运算放大器U2B与电阻R19连接构成的第二级运算放大电路、型号AD654的V/F转换电路、以及型号为6N137的高速光耦芯片连接。本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置，由于采用母线分段切换继电器与电压超标测量电路的输入端连接，电压超标测量电路的输出端与单片机控制电路的输入端连接，单片机控制电路的输出端与报警继电器连接，具有结构简单，成本低，判断准确率高，能够满足现场在线监测要求等优点。
图1为用于接地故障检测的电压超标测量装置电路原理方框图。图2为单片机控制电路原理图。图3为电压超标测量电路原理图。图4为用于接地故障检测的电压超标测量装置主程序方框图。图中1单片机控制电路，2电压超标测量电路，3母线分段切换继电器，4报警继电
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具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。参照图1，本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置的母线分段切换继电器3与电压超标测量电路2的输入端连接，电压超标测量电路2的输出端与单片机控制电路1的输入端连接，单片机控制电路1的输出端与报警继电器4连接。参照图1和2，本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置的单片机控制电路1包括ATMEGA16单片机与外部晶振Yl、复位开关J8相连接。参照图1和3，本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置的电压超标测量电路2包括分压电路、第一级运算放大电路、低通滤波电路、第二级运算放大电路、V/ F转换电路和高速光耦芯片。分压电路的电阻R7、R8和R18串联，电阻R7的一端与+IlOV 直流母线相连，电阻R18的一端与-110V直流母线连接；第一级运算放大电路的运算放大器U2A的型号为LM358，运算放大器U2A的第3引脚与电阻R19连接，运算放大器U2A的第 1引脚分别与第2引脚和电阻R21连接，运算放大器U2A的第4引脚连接-110V直流母线， 运算放大器U2A的第8引脚连接+15V直流电压；低通滤波电路的电阻R21的一端与运算放大器U2A的第1引脚连接，电阻R21的另一端与电容C6连接，电容C6与-110V直流母线连接；第二级运算放大电路的运算放大器U2B的型号为LM358，运算放大器U2B的第5引脚与电阻R22连接，电阻R22与低通滤波电路电阻R21连接，运算放大器U2B的第6引脚分别与第7引脚及调试点3脚连接；电能表W3 —端分别连接调试点1和-15V，电能表W3的另一端连接电阻R24，电能表W4 —端连接调试点2，电能表W4另一端连接电阻R25，电阻R24的另一端连接电阻R25和V/F转换电路AD654的第3引脚。V/F转换电路AD654的第6引脚与第7引脚之间串接电容C8，V/F转换电路AD654 的第1引脚与高速光耦芯片6N137的第3引脚连接，V/F转换电路AD654的第2引脚和第 4引脚并联在-110V直流母线上，V/F转换电路AD654的第5引脚连接-15V，其第8引脚分别连接电阻R26和+15V。高速光耦芯片6N137的第2引脚连接电阻R26，其第5引脚连接电容C5的负极并接地，其第6引脚分别连接电阻似8和输出端，其第7引脚连接电阻R27， 其第8引脚连接电容C5的正极并接电源。参照图1和3，本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置的电压超标测量电路2用于测量正、负母线的相对电压，对于220V直流系统来说，一般要保证母线间电压在180V MOV之间，如果越限，则需要报警继电器5控制监控系统报警，以便及时提示运行人员调整浮充电设备。电压超标测量电路2包括电阻R7、R8构成的分压电路、型号为LM358两个运算放大器构成的电压跟随器以及电阻R21、C6构成的低通滤波电路、型号为6N137高速光耦芯片与型号为AD654的V/F转换电路连接，型号为6N137高速光耦芯片的输出端与单片机控制电路1的型号为ATMEGA16单片机输入端连接。首先电压超标测量电路2的基准电平选为母线的-110V，然后用分压电路取出被测电压值的1/20，再经过两个 LM358运算放大器构成的电压跟随器以及低通滤波电路，送入V/F转换电路AD654，变为频率信号，最后经高速光耦芯片6附37送到单片机控制电路1的ATMEGA16单片机计数器输入引脚。由ATMEGA16单片机的测频率程序得到AD654的V/F转换电路的输出频率，从而线性的计算出被缩小20倍的电压值，再计算出实际母线间电压。参照图4，软件程序根据自动化控制、计算机处理技术编制，是本领域技术人员所
4熟悉的技术。本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置所用电子元器件均为市售本实用新型的用于接地故障检测的电压超标测量装置的样机经过10个月的试用，实现了本发明目的和达到了所述的技术效果。
权利要求1.一种用于接地故障检测的电压超标测量装置，其特征是它包括母线分段切换继电器与电压超标测量电路的输入端连接，电压超标测量电路的输出端与单片机控制电路的输入端连接，单片机控制电路的输出端与报警继电器连接。
2.根据权利要求1所述的用于接地故障检测的电压超标测量装置，其特征是所述的单片机控制电路包括型号ATMEGA16单片机与外部晶振Y1、复位开关J8相连接。
3.根据权利要求1所述的用于接地故障检测的电压超标测量装置，其特征是所述的电压超标测量电路包括电阻R7、R8和R18串联构成的分压电路、型号为LM358的运算放大器U2A与电阻R19连接构成的第一级运算放大电路、电阻R21与电容C6连接构成的低通滤波电路、型号为LM358的运算放大器U2B与电阻R19连接构成的第二级运算放大电路、型号 AD654的V/F转换电路、以及型号为6N137的高速光耦芯片连接。
专利摘要本实用新型是一种用于接地故障检测的电压超标测量装置，其特点是它包括母线分段切换继电器与电压超标测量电路的输入端连接，电压超标测量电路的输出端与单片机控制电路的输入端连接，单片机控制电路的输出端与报警继电器连接。电压超标测量电路包括电阻R7、R8和R18串联构成的分压电路、型号为LM358的运算放大器U2A与电阻R19连接构成的第一级运算放大电路、电阻R21与电容C6连接构成的低通滤波电路、型号为LM358的运算放大器U2B与电阻R19连接构成的第二级运算放大电路、型号AD654的V/F转换电路、以及型号为6N137的高速光耦芯片连接。具有结构简单，成本低，判断准确率高，能够满足现场在线监测要求等优点。
文档编号G01R19/252GK202033415SQ201120098378
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者丑红鸿, 肖丽君, 袁勋, 郎君, 郑淑云 申请人:北华大学