一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置。其包括电流互感器、低通滤波电路、信号放大电路、第一补偿电路、第二补偿电路、单片机和脱扣装置；本发明专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置，以单磁芯磁调制式的直流分量法为基础，使磁芯接入激磁电路，然后通过低通滤波电路以及信号放大电路将其处理，并设置相应的补偿电路，结合单片机控制，可有效避免误动作的产生，提高装置检测的准确性，实现直流漏电保护功能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置
本专利技术属于直流漏电保护
，特别是涉及一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置。
技术介绍
随着光伏发电、新能源汽车、电动车充电站、智能直流配用电系统及微电网等技术的不断发展，各种直流系统得到了快速发展和大面积推广应用。为保证直流系统的安全可靠运行，需要大量直流监测和保护装置。因此，开发和设计高精度直流传感器并与断路器等结合形成直流系统漏电保护装置，在直流系统中可大幅度较少人身触电等事故的发生，从而提高系统的安全可靠性。磁调制式电流互感器工作稳定时间长，且无输入时，具有零漂低、受环境温度影响小、隔离式设计、灵敏度高、高线性度等优势，因此更适合直流漏电保护。当存在直流漏电流时，在被测直流作用下，激磁电流波形频谱中将出现直流分量和偶次谐波分量。在此基础之上，一般有两种磁调制式直流电流的检测方法，一种是以倍频磁调制器为核心构成，通常具有双磁芯结构，通过检测磁芯二次绕组输出信号中的二次谐波分量来测量电流大小。另一种是通过检测采样电阻电压频谱的直流分量来测量直流漏电流的大小和方向，也称直流分量法。直流分量法在实际应用当中，当有漏电情况发生，并且漏电信号被消除后，采样电阻上电压频谱中的直流分量基本恒定在某一数值附近，并未减小至零，这可能与磁芯参数的选取有关；而且当漏电流方向不同时，直流分量的方向也不同，这对后续直流漏电的检测带来了很大影响。另外，当磁芯初次接入电路时，由于某些原因，其直流分量也不为零，并且与之前恒定的数值不同，这也会对漏电流的检测造成影响，进而引起漏电保护器误动作。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置。为了达到上述目的，本专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置包括：电流互感器、低通滤波电路、信号放大电路、第一补偿电路、第二补偿电路、单片机和脱扣装置；其中：电流互感器为基于磁调制原理的磁调制式剩余电流互感器,用于检测用户供电线路上的漏电信号，低通滤波电路用于对采集到的信号进行预处理，信号放大电路用于对信号进行放大，第一补偿电路为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿初次使用装置时不为零的直流分量，其有三个输入端a、b和c，一个输出端h，其中：a为第一输入端、b为第二输入端、c为控制输入端；第二补偿电路为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿漏电信号消除后不为零的直流分量，其有三个输入端d、e和f，一个输出端g，其中：d为第一输入端、e为第二输入端、f为控制输入端；单片机用于控制第一补偿电路4和第二补偿电路是否接入电路以及脱扣装置是否动作，脱扣装置用于收到动作指令后断开总线路。所述的电流互感器的输出端连接低通滤波电路的输入端，所述低通滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端分别与第一补偿电路的第一输入端a和第二补偿电路的第一输入端d连接，第一补偿电路的第二输入端b连接第一参考电压V1，其输出端h与单片机的一个输入端连接，第二补偿电路的第二输入端e连接第二参考电压V3，其输出端g与单片机的另一输入端相连，并且单片机的一个输出端与第一补偿电路的控制输入端c相连，单片机的另一输出端与第二补偿电路的控制输入端f相连，单片机的第三个输出端与脱扣装置相连。所述的电流互感器由环形磁芯B、二次绕组C、运算放大器A、采样电阻Rs、第一阈值电压设置电阻R1和第二阈值电压设置电阻R2组成；其中：被保护线路的正极L和负极N从环形磁芯B中穿过，环形磁芯B上绕有二次绕组C，二次绕组C的两端分别与运算放大器A的反相输入端和输出端相连，采样电阻Rs的两端分别与运算放大器A的反相输入端和地线相连，第一阈值电压设置电阻R1的两端分别与运算放大器A的同相输入端和输出端相连，第二阈值电压设置电阻R2的两端分别与运算放大器A的同相输入端和地线相连接，运算放大器A的反相输入端与低通滤波电路的输入端连接。所述的单片机为以微控制器为核心的嵌入式计算机系统，其需要具备至少两个模拟信号输入端和三个输出控制端。本专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置，以单磁芯磁调制式的直流分量法为基础，使磁芯接入激磁电路，然后通过低通滤波电路以及信号放大电路将其处理，并设置相应的补偿电路，结合单片机控制，可有效避免误动作的产生，提高装置检测的准确性，实现直流漏电保护功能。附图说明图1为本专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置原理框图。图2为电流互感器工作原理图；图3为电流互感器中激磁回路等效电路图；图4为未考虑磁滞效应时，磁化曲线分段线性化的简化模型；图5为无漏电流时，输出波形示意图；图6为漏电信号消除前后，波形对比图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置包括：电流互感器1、低通滤波电路2、信号放大电路3、第一补偿电路4、第二补偿电路5、单片机6和脱扣装置7；其中：电流互感器1为基于磁调制原理的磁调制式剩余电流互感器,用于检测用户供电线路上的漏电信号，低通滤波电路2用于对采集到的信号进行预处理，信号放大电路3用于对信号进行放大，第一补偿电路4为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿初次使用装置时不为零的直流分量，其有三个输入端a、b和c，一个输出端h，其中：a为第一输入端、b为第二输入端、c为控制输入端；第二补偿电路5为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿漏电信号消除后不为零的直流分量，其有三个输入端d、e和f，一个输出端g，其中：d为第一输入端、e为第二输入端、f为控制输入端；单片机6用于控制第一补偿电路4和第二补偿电路5是否接入电路以及脱扣装置7是否动作，脱扣装置7用于收到动作指令后断开总线路。所述的电流互感器1的输出端连接低通滤波电路2的输入端，所述低通滤波电路2的输出端与信号放大电路3的输入端连接，所述信号放大电路3的输出端分别与第一补偿电路4的第一输入端a和第二补偿电路5的第一输入端d连接，第一补偿电路4的第二输入端b连接第一参考电压V1，其输出端h与单片机6的一个输入端连接，第二补偿电路5的第二输入端e连接第二参考电压V3，其输出端g与单片机6的另一输入端相连，并且单片机6的一个输出端与第一补偿电路4的控制输入端c相连，单片机6的另一输出端与第二补偿电路5的控制输入端f相连，单片机6的第三个输出端与脱扣装置7相连。所述的第一参考电压V1与第二参考电压V3的取值取决于具体的磁芯的磁特性。如图2所示,所述的电流互感器1由环形磁芯B、二次绕组C、运算放大器A、采样电阻Rs、第一阈值电压设置电阻R1和第二阈值电压设置电阻R2组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置，其特征在于：所述的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置包括：/n电流互感器(1)、低通滤波电路(2)、信号放大电路(3)、第一补偿电路(4)、第二补偿电路(5)、单片机(6)和脱扣装置(7)；其中：电流互感器(1)为基于磁调制原理的磁调制式剩余电流互感器,用于检测用户供电线路上的漏电信号，低通滤波电路(2)用于对采集到的信号进行预处理，信号放大电路(3)用于对信号进行放大，第一补偿电路(4)为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿初次使用装置时不为零的直流分量，其有三个输入端a、b和c，一个输出端h，其中：a为第一输入端、b为第二输入端、c为控制输入端；第二补偿电路(5)为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿漏电信号消除后不为零的直流分量，其有三个输入端d、e和f，一个输出端g，其中：d为第一输入端、e为第二输入端、f为控制输入端；单片机(6)用于控制第一补偿电路(4)和第二补偿电路(5)是否接入电路以及脱扣装置(7)是否动作，脱扣装置(7)用于收到动作指令后断开总线路；/n所述的电流互感器(1)的输出端连接低通滤波电路(2)的输入端，所述低通滤波电路(2)的输出端与信号放大电路(3)的输入端连接，所述信号放大电路(3)的输出端分别与第一补偿电路(4)的第一输入端a和第二补偿电路(5)的第一输入端d连接，第一补偿电路(4)的第二输入端b连接第一参考电压V...
【技术特征摘要】
1.一种基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置，其特征在于：所述的基于改进的直流分量法的磁调制式直流漏电保护装置包括：
电流互感器(1)、低通滤波电路(2)、信号放大电路(3)、第一补偿电路(4)、第二补偿电路(5)、单片机(6)和脱扣装置(7)；其中：电流互感器(1)为基于磁调制原理的磁调制式剩余电流互感器,用于检测用户供电线路上的漏电信号，低通滤波电路(2)用于对采集到的信号进行预处理，信号放大电路(3)用于对信号进行放大，第一补偿电路(4)为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿初次使用装置时不为零的直流分量，其有三个输入端a、b和c，一个输出端h，其中：a为第一输入端、b为第二输入端、c为控制输入端；第二补偿电路(5)为由继电器模块、运算放大器与电阻组成的电路，用于补偿漏电信号消除后不为零的直流分量，其有三个输入端d、e和f，一个输出端g，其中：d为第一输入端、e为第二输入端、f为控制输入端；单片机(6)用于控制第一补偿电路(4)和第二补偿电路(5)是否接入电路以及脱扣装置(7)是否动作，脱扣装置(7)用于收到动作指令后断开总线路；
所述的电流互感器(1)的输出端连接低通滤波电路(2)的输入端，所述低通滤波电路(2)的输出端与信号放大电路(3)的输入端连接，所述信号放大电路(3)的输出端分别与第一补偿电路(4)的第一输入端a和第二补偿电路(5)的第一输入端d连接，第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王守相，李皓哲，刘琪，
申请(专利权)人：天津相和电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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