一种用于CVT二次电压测试装置的电流分析报警装置的制作方法

本实用新型涉及电流测试领域，更具体地，涉及一种用于CVT二次电压测试装置的电流分析报警装置。

背景技术：

电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer, CVT）广泛地应用于电力系统中，其主要作用在于监测电力母线和线路的电压情况，是一种供电压测量、功率测控、自动控制、继电保护并兼作电力线载波电容之用的电力设备，由于其冲击强度小、体积小、重量轻，在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振和具备优良的瞬变响应特性的优点，逐渐取代电磁式电压互感器，是电网中一种必不可少的设备。

CVT主要通过电容分压的方式来获取母线或者线路的电压，然后通过电磁互感器将实际的母线或线路电压降压到最大100V/57.7V的二次侧。然后再由调度和继保等系统来获取此电压，再反推出母线或线路的实际电压。 实际运行时，调度和继保等系统从CVT获取的电压只能用于监测母线或线路的运行情况，对CVT设备本身的状况并不关心，而如果CVT出现了故障会导致电压监测出现异常，可能对调度和继保系统造成误判。因此保证CVT健康运行对电力系统的稳定运行非常重要。

因此当前有的电力企业使用了CVT电压在线监测装置，通过从调度系统获取CVT电压数据来对CVT的健康状态进行判断。但是CVT电压要到调度系统会经过较长的物理和通讯链路。而如果信息误传或者接触不良也会造成调度系统的电压出现问题。这样即使电压有误也无法准确判断CVT是否有缺陷。但是，如果CVT二次侧或者设备采集端口发生了短路或其它故障，可能导致装置被损坏，甚至可能使CVT设备被损坏，带来严重的问题。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有CVT检测的缺陷，提供了一种新的用于CVT二次电压测试装置的电流分析报警装置。本实用新型实现了当CVT在线监测装置工作时，可以监测CVT采集端的电流，当电流超过设定阈值，则断开测试回路，防止CVT二次侧出现短路现象，有效保护了CVT设备和CVT电压在线监测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种用于CVT二次电压测试装置的电流分析报警装置，包括继电器、电流电压转换器、比例运算电路、低通滤波电路、电压放大电路和微处理芯片，其中，

所述的继电器的开关侧设置在CVT二次侧与电压测试装置之间，当继电器的开关侧断开时，电压测试装置无法采集CVT二次侧的电压信号；

所述的电流电压转换器设置在CVT二次侧的测试点，电流电压转换器的输入端采集CVT二次侧的电流，电流电压转换器的输出端与比例运算电路的输入端电连接；

所述的比例运算电路的输出端与低通滤波电路的输入端电连接；

所述的低通滤波电路的输出端与微处理芯片的第一输入端电连接；

所述的微处理芯片的第一输出端与电压放大电路的输入端电连接；

所述的电压放大电路的输出端与继电器的控制端电连接，继电器的控制端能够控制继电器的开关侧的断开/闭合状态；

其中，所述的低通滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第一运算放大器，其中，

所述的第一电阻的一端作为低通滤波器的输入端，第一电阻的另一端与第一电容的一端电连接；

所述的第一电阻的另一端与第二电阻的一端电连接；

所述的第一电容的另一端与第一运算放大器的反相输入端电连接；

所述的第二电阻的另一端与第二电容的一端电连接；

所述的第二电容的另一端接地；

所述的第二电阻的另一端与第一运算放大器的同相输入端电连接；

所述的第一电容的另一端与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端作为低通滤波器的输出端。

本实用新型工作过程如下：

电流电压转换器将CVT二次侧的电流信号（0~1A）转换为电压信号（0~24V

），将电压信号通过比例运算电路进行分压，然后经过AD转换模块进行模数转换，得到数字的分压信号。微处理芯片根据数字分压信号，判断CVT二次侧是否发生短路现象。如果出现短路现象，则微处理芯片发出高压信号，通过电压放大电路进行升压，从而触发继电器将CVT二次侧的测试电路进行断开，保护相关设备。

在一种优选的方案中，所述的比例运算电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二运算放大器，其中，

所述的第三电阻的一端作为比例运算电路的输入端，第三电阻的一端与第五电阻的一端电连接；

所述的第五电阻的另一端与第二运算放大器的同相输入端电连接；

所述的第五电阻的另一端与第七电阻的一端电连接；

所述的第七电阻的另一端接地；

所述的第三电阻的另一端与第四电阻的一端电连接；

所述的第四电阻的另一端接地；

所述的第三电阻的另一端与第六电阻的一端电连接；

所述的第六电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端电连接；

所述的第六电阻的另一端与第八电阻的一端电连接；

所述的第八电阻的另一端与第二运算放大器的输出端电连接，第二运算放大器的输出端作为比例运算电路的输出端。

在一种优选的方案中，所述的第二运算放大器是轨到轨运算放大器。

本优选方案中，轨到轨运算放大器具有输入过压保护功能，对于高于或低于供电轨的电压32 V以内的范围，不会发生反相或闩锁。当采集端发生突然断路或者其他问题引起采集电压过大时，会对测试装置进行过电压保护。

在一种优选的方案中，所述的比例运算电路中的第五电阻的电阻值与第六电阻的电阻值相等；第七电阻的电阻值与第八电阻的电阻值相等。

本优选方案在于简化电路设计。

在一种优选的方案中，所述的比例运算电路中的第五电阻的电阻值与第七电阻的电阻值相等。

本优选方案在于简化电路设计。

在一种优选的方案中，所述的电压放大电路包括第九电阻、第十电阻、第一NPN三极管和第二NPN三极管，其中，

所述的第九电阻的一端作为电压放大电路的输入端，第九电阻的另一端与第一NPN三极管的基级电连接；

所述的第一NPN三极管的发射极接地；

所述的第一NPN三极管的集电极与第二NPN三极管的发射极电连接；

所述的第二NPN三极管的基级接地；

所述的第二NPN三极管的集电极与第十电阻的一端电连接；

所述的第十电阻的一端作为电压放大电路的输出端，第十电阻的另一端接地。

在一种优选的方案中所述的电流分析报警装置还包括数据存储器，所述的数据存储器的输入端与微处理芯片的第二输出端电连接。

本优选方案中，数据存储器用于保存相关的CVT二次侧的短路信息。

在一种优选的方案中，所述的电流分析报警装置还包括无线通信模块，所述的无线通信模块的输入端与微处理芯片电连接。

本优选方案中，无线通信模块用于将CVT二次侧的短路信息发送至工作人员手上以及在紧急情况发送报警信息。

在一种优选的方案中，所述的无线通信模块包括无线报警模块和2G通信模块，其中，

所述的无线报警模块的输入端与微处理芯片的第三输出端电连接；

所述的2G通信模块的输入端与微处理芯片的第四输出端电连接。

在一种优选的方案中，所述的电流测试分析诊断装置还包括LCD显示屏，所述的LCD显示屏的输入端与微处理芯片的第五输出端电连接。

本优选方案中，LCD显示屏用于显示CVT二次侧的采集信息。

在一种优选的方案中，所述的电流测试分析诊断装置还包括光电接口，所述的光电接口，所述的光电接口的输入端与微处理芯片的第六输出端电连接。

本优选方案中，光电接口用于将CVT二次侧的短路信息通过光纤传输至远方系统。

在一种优选的方案中，所述的电流测试分析诊断装置还包括烟雾传感器，所述的烟雾传感器的输出端与微处理芯片的第二输入端电连接。

本优选方案中，烟雾传感器和无线报警模块结合，可以有效防止CVT二次设备发生火灾情况而远方无法立刻感知的问题。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型实现了当CVT在线监测装置工作时，可以监测CVT采集端的电流，当电流超过设定阈值，则断开测试回路，防止CVT二次侧出现短路现象，有效保护了CVT设备和CVT电压在线监测装置。

附图说明

图1为实施例的模块安装图。

图2为实施例中的低通滤波电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种用于CVT二次电压测试装置的电流测试分析诊断装置，包括继电器、电流电压转换器、比例运算电路、低通滤波电路、TF卡、4G通信模块、LCD显示屏、无线报警模块、2G通信模块、电压放大电路和MSP430F5，其中，

继电器的开关侧设置在CVT二次侧与电压测试装置之间，当继电器的开关侧断开时，电压测试装置无法采集CVT二次侧的电压信号；

电流电压转换器设置在CVT二次侧的测试点，电流电压转换器的输入端采集CVT二次侧的电流，电流电压转换器的输出端与比例运算电路的输入端电连接；

比例运算电路的输出端与低通滤波电路的输入端电连接；

低通滤波电路的输出端与MSP430F5的输入端电连接；

MSP430F5的第一输出端与电压放大电路的输入端电连接；

电压放大电路的输出端与继电器的控制端电连接，继电器的控制端能够控制继电器的开关侧的断开/闭合状态；

TF卡的输入端与MSP430F5的第二输出端电连接；

2G通信模块的输入端与MSP430F5的第三输出端电连接；

LCD显示屏的输入端与MSP430F5的第四输出端电连接；

无线报警模块的输入端与MSP430F5的第五输出端电连接。

其中，如图2所示，低通滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第一运算放大器，其中，

第一电阻的一端作为低通滤波器的输入端，第一电阻的另一端与第一电容的一端电连接；

第一电阻的另一端与第二电阻的一端电连接；

第一电容的另一端与第一运算放大器的反相输入端电连接；

第二电阻的另一端与第二电容的一端电连接；

第二电容的另一端接地；

第二电阻的另一端与第一运算放大器的同相输入端电连接；

第一电容的另一端与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端作为低通滤波器的输出端。

其中，比例运算电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、轨到轨运算放大器，其中，

第三电阻的一端作为比例运算电路的输入端，第三电阻的一端与第五电阻的一端电连接；

第五电阻的另一端与轨到轨运算放大器的同相输入端电连接；

第五电阻的另一端与第七电阻的一端电连接；

第七电阻的另一端接地；

第三电阻的另一端与第四电阻的一端电连接；

第四电阻的另一端接地；

第三电阻的另一端与第六电阻的一端电连接；

第六电阻的另一端与轨到轨运算放大器的反相输入端电连接；

第六电阻的另一端与第八电阻的一端电连接；

第八电阻的另一端与轨到轨运算放大器的输出端电连接，轨到轨运算放大器的输出端作为比例运算电路的输出端；

第五电阻的电阻值与第六电阻的电阻值相等；

第七电阻的电阻值与第八电阻的电阻值相等；

第五电阻的电阻值与第七电阻的电阻值相等。

其中，电压放大电路包括第九电阻、第十电阻、第一NPN三极管和第二NPN三极管，其中，

第九电阻的一端作为电压放大电路的输入端，第九电阻的另一端与第一NPN三极管的基级电连接；

第一NPN三极管的发射极接地；

第一NPN三极管的集电极与第二NPN三极管的发射极电连接；

第二NPN三极管的基级接地；

第二NPN三极管的集电极与第十电阻的一端电连接；

第十电阻的一端作为电压放大电路的输出端，第十电阻的另一端接地。

本实施例工作过程：

MSP430F5接收数据，当比例运算电路输出的电压大于1.2V时，可判断CVT二次侧发生了故障，此时单片机将会P1上产生高电平。然后通过电压放大电路连接到继电器的线圈上，从而控制常闭接点断开，从而使整个测试电路断开，用来保护二次侧。同时，LCD显示屏显示CVT的二次侧采集信息，TF卡用于存储采集信息，2G通信模块用于将发生CVT二次侧短路信息发送给工作人员手中，无线报警模块用于将突发情况直接进行短信报警。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。