一种实时判断互感器电路故障的系统的制作方法

本实用新型涉及一种实时判断互感器电路故障的系统，属于电气技术领域。

背景技术：

目前判断互感器采集信号通用的方法是在互感器侧接入电阻将电流信号转变为电压信号，而R1同时也与仪表内采样电阻R2构成并联，总电阻作为最终采样电阻R总。同时在AB两侧加信号，构成人为信号。当线路短路时R总被短掉，线路断路时R1电阻被断掉，电路剩余R2与人为施加所产生的信号，由此可以判断出电路的短路与断路状态；但是这种电路存在两方面的缺陷：

1)施加信号过小，则极易与互感器采集信号混淆，造成误判，而过大虽然在一定程度上缓解了采集值与短路测量值、断路测量值重复的风险，会影响采集数据的准确性。2)如果采用分时加入信号的方法判断在信号加入和去除时会严重影响电路的采集精度，因此需要加入或者切除操作数秒以后才可以进行判短路、断路或者采集测量值。

技术实现要素：

为了解决上述问题中的不足之处，本实用新型提供了一种实时判断互感器电路故障的系统。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种实时判断互感器电路故障的系统，包括谐波发生电路、信号处理电路和采集连接电路；所述谐波发生电路通过采集连接电路与信号处理电路相连接；谐波发生电路包括LM555芯片，SQ+与0V引脚作为信号输出的两极通过串联3.6K电阻接入信号采集端的A、B两点，电阻R63、电阻R64、电容C75分别连接到LM555的4、7引脚,2、7引脚,1、2引脚之间；电容C74连接在LM555的1、5脚之间，为控制端；电阻R65接在电源和LM555的3脚之间，为上拉电阻；

采集连接电路包括采集端采样电阻R2，电阻R2连接到信号输入端，电阻R44，电阻R45为3.6K分压电阻，连接到信号输入处，0V与SQ+引脚为谐波输入端；L1，L2为滤波磁珠，BC1、BC9、BC10为防静电TVS，放置在靠近信号输入口位置，采集连接电路中的电容C9、电容C10、电容C26、电容C26与电阻R9、R10构成滤波电路。

信号处理电路采用ATT7022EU为主控芯片，其X2N引脚、X2P引脚、X6N引脚、X6P引脚、X7N引脚、X2P引脚、X7N引脚、X7P引脚、X8N引脚、X8P引脚作为采集信号的输入引脚，电容C53、电容C55、电容C57、电容C59分别接在主控芯片的44、39引脚,11、5引脚，33、34引脚，12、15引脚之间作为滤波电容；

信号处理电路中的电容C54、电容C56、电容C58、电容C60别接在主控芯片的44、39引脚,11、5引脚，33、34引脚，12、15引脚之间作为旁路电容；电容C71、电阻R32接在主控芯片的1、2引脚和地之间构成复位电路；

信号处理电路中的电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R38为隔离电阻，结点Y2与电容C51、电容C52连接到主控芯片的42、43引脚构成主控芯片的时钟电路。

本实用新型可以有效避开现场谐波幅值和频率，而且在一般工频采集电路中会加入1KHZ-10KHZ的高频滤波器，更进一步降低了这种重复概率，因此电路的应用更加了一层保险；有效解决工作中实时判断互感器连接情况问题，且对电路正常工作影响比例可以控制，误判率小。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型信号采集电路的电路连接图。

图2是本实用新型谐波发生电路的电路连接图。

图3是本实用新型信号处理电路电路连接图。

图4是本实用新型采集连接电路图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实用新型它包括谐波发生电路、信号处理电路和采集连接电路；谐波发生电路通过采集连接电路与信号处理电路相连接；谐波发生电路包括LM555芯片，SQ+与0V引脚作为信号输出的两极通过串联3.6K电阻接入信号采集端的A、B两点，电阻R63、电阻R64、电容C75分别连接到LM555的4、7引脚,2、7引脚,1、2引脚之间；电容C74连接在LM555的1、5脚之间，为控制端；电阻R65接在电源和LM555的3脚之间，为上拉电阻；

信号处理电路采用ATT7022EU为主控芯片，其X2N引脚、X2P引脚、X6N引脚、X6P引脚、X7N引脚、X2P引脚、X7N引脚、X7P引脚、X8N引脚、X8P引脚作为采集信号的输入引脚，电容C53、电容C55、电容C57、电容C59分别接在主控芯片的44、39引脚,11、5引脚，33、34引脚，12、15引脚之间作为滤波电容；采集连接电路中的电容C9、电容C10、电容C26、电容C26与电阻R9、R10构成滤波电路，滤除电路中的高次谐波，V6N、V6P为滤波后输出信号，与信号处理电路的V6N、V6P连接。

采集连接电路包括采集端采样电阻R2，电阻R2连接到信号输入端，电阻R44，电阻R45为3.6K分压电阻，连接到信号输入处，0V与SQ+引脚为谐波输入端；L1，L2为滤波磁珠，BC1、BC9、BC10为防静电TVS，放置在靠近信号输入口位置。

信号处理电路中的电容C54、电容C56、电容C58、电容C60别接在主控芯片的44、39引脚,11、5引脚，33、34引脚，12、15引脚之间作为旁路电容；电容C71、电阻R32接在主控芯片的1、2引脚和地之间构成复位电路；

信号处理电路中的电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R38为隔离电阻，结点Y2与电容C51、电容C52连接到主控芯片的42、43引脚构成主控芯片的时钟电路。

本实用新型以X6N、X6P两组引脚作为互感器输入端使用，与图1同步使用，作为图1的后续处理电路，接在图1的信号输出侧，采集端由于需要同时采集基波和谐波，因此采集芯片采用同时具有基波和谐波采集功能芯片，线路连接参考图3。本实用新型克服传统互感器采集信号实时性差和易受干扰的不足，采用一种人造谐波加基波双变量判断的改进判断方案，在A，B处叠加的信号改为叠加被测量的n次谐波量，根据需要选择性加入被测量5％以下的基波值，这样则可以采用基波谐波量的真值表1进行判断。

如在测量工频情况下，采样电阻采用R1取510Ω，R2取2K，叠加信号采用如图2所示波形发生电路。电路只要加上电压VCC，振荡器便起振。刚通电时，由于C75上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电位，使555置位，3脚呈高电平。C75通过R63,R64对其充电，充电时间(R63+R64)*C75。电压值充到阈值电平2/3VCC时，555复位，3脚转呈低电平，此时C75通过R63内部的放电管放电，放电时间R63*C75。则整个过程中：

占空比:

tD＝R63/(R63+R64)＝50％

周期

T＝0.7(R64+2R63)C75＝0.7(10K+2*10K)*1e10-7＝0.0021s

F＝1/T＝476HZ

实际应用中将SQ+和0V两个引脚经由2个3.6K分压电阻接通图1的AB两点处，与R总串联后则会在采集端产生基波谐波混合信号(参考图2)；采集端由于需要同时采集基波和谐波，因此采集芯片采用同时具有基波和谐波采集功能芯片，线路连接参考图3。将图2与图3接到图4的网络标号指定位置则构成完整判断采集电路。以上构成完整具有实时判断电路故障功能的互感器实时采集电路，当有互感器信号输入时，输入信号与谐波发生电路产生的谐波混合经滤波处理进入信号处理电路。在信号处理部分将产生会根据信号状态产生不同采集值。各种状态判断见真值表2所示。

由此可见，在电路工作的各个状态中各个状态的区分比较明显，虽然正常工作与断路状态之间看似可能重复，但是在现实工作中,不产生正常工频采集信号而只产生高频次固定谐波且其值与判断值重复的概率可以列为不可能发生事件,更何况谐波大小频率是由人为所造，可以有效避开现场谐波幅值和频率，而且在一般工频采集电路中会加入1KHZ-10KHZ的高频滤波器，更进一步降低了这种重复概率，因此电路的应用更加了一层保险。本实用新型有效解决工作中实时判断互感器连接情况问题，且对电路正常工作影响比例可以控制，误判率小，经现场实验，在对2个现场的6个月检测中未发现误报现象。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。