[发明专利]信号低损调理的选择性漏电保护电路及漏电保护方法

说明书

本发明涉及一种信号低损调理的选择性漏电保护电路及漏电保护方法，包括依次连接的信号低损调理电路、单相电能计量电路、核心处理电路及执行电路，零序电压和零序电流经信号低损调理电路得到差分信号，单相电能计量电路计算出电压有效值、电流有效值、功率因数、基波无功功率，核心处理电路得到零序电压有效值、零序电流有效值、功率因数、基波无功功率，判断是否超出设定值。本发明信号低损调理电路准确传输原始模拟信号，信号信息保留完整；单相电能计量电路AD采样精度高，提高了零序电流与零序电压信号分辨率，故障识别更加灵敏；抗干扰能力更强，适应现场恶劣环境使用；漏电保护方法考虑电网经消弧线圈补偿的情况，适用范围更广。

技术领域：

本发明涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种用于煤矿安全系统的信号低损调理的选择性漏电保护电路及漏电保护方法。

背景技术：

现有选择性漏电保护主要依据零序电压和零序电流的信号特征。其信号特点是(1)稳态故障信号微弱，经补偿后的信号更小，(2)受接地电弧影响大，(3)受消弧线圈补偿度影响大，(4)现场干扰大，信噪比小，(5)信号幅值范围宽。由于其信号特点复杂，现有的选择性漏电保护电路的信号调理往往存在以下问题：滤波深度过深，滤除有用的暂态信号，滤波深度过浅，信噪比小；采集电路线性范围窄，信号不完整；尖峰过电压烧坏采样端口；AD精度低、信号分辨率差。

发明内容：

本发明的目标是提供一种干扰小、信号强、精度高、信号分辨率强的信号低损调理的选择性漏电保护电路及漏电保护方法。

为实现上述目的，本发明提供一种信号低损调理的选择性漏电保护电路，包括信号低损调理电路、单相电能计量电路、核心处理电路及执行电路；

所述信号低损调理电路用于抑制零序电压与零序电流信号输入端口的高频干扰信号；

所述单相电能计量电路与信号低损调理电路电连接，用于实时处理差分信号，计算出电压有效值、电流有效值、功率因数、基波无功功率，并存入对应的寄存器；

所述核心处理电路与单相电能计量电路电连接实现数据交互，用于滤除隔离后侧数据总线高频干扰、隔离前侧数据总线高频干扰、隔离后侧电源滤波去耦、隔离前侧电源滤波去耦；

所述执行电路与核心处理电路电连接，用于输出信号。

作为优选，所述信号低损调理电路包括电流信号低损调理电路及电压信号低损调理电路，所述电流信号低损调理电路或电压信号低损调理电路包括依次电连接的高压电容、磁珠、双向瞬变二极管、电流互感器、RC低通滤波器及滤波电容。

作为优选，所述单相电能计量电路包括单相电能计量芯片、晶振起振电容、计量芯片模拟电源滤波电容、计量芯片数字电源滤波电容及计量芯片片内基准滤波电容，所述晶振起振电容、计量芯片模拟电源滤波电容、计量芯片数字电源滤波电容及计量芯片片内基准滤波电容分别与单相电能计量芯片电连接。

其中，所述单相电能计量芯片采用CS5463。

作为优选，所述核心处理电路包括CPU、RC滤波电路、数字隔离器及滤波去耦电容，所述CPU与数字隔离器电连接，所述数字隔离器的进线端和出线端分别电连接有RC滤波电路及滤波去耦电容。

其中，所述CPU采用LPC1768。

作为优选，所述执行电路包括CPU、驱动芯片、光耦、继电器驱动芯片、RC滤波电路及继电器触点灭弧，所述CPU与驱动芯片之间通过RC滤波电路电连接，所述驱动芯片通过光耦与继电器驱动芯片电连接，所述继电器驱动芯片与继电器触点灭弧电连接。

其中，所述CPU采用LPC1768。

本发明还提供一种上述信号低损调理的选择性漏电保护电路的漏电保护方法，包括如下步骤：