用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路

摘要

本发明涉及用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，属于电力系统技术领域。本发明使用倍压整流电路对工频市电进行整流，得到稳定直流电压。通过555控制器对MOSFET对直流信号进行开通关断，每次使三个电容前后分别对积分电路放电，取积分电路上的R两端电压输出三角波脉冲。本发明输出的三角波上升时间长，使用传感器记录信号时需要的采样率低，不易造成失真。且信号有峰值，将峰值作为特征点能更容易识别。相对于其他注入波形有着不可替代的优势，但现有脉冲源使用三角脉冲较少。本高压脉冲源电路结构简单，可应用于低压侧脉冲注入的信号源。

权利要求

1.用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，其特征在于：包括倍压整流电路和脉冲发生模块；倍压整流电路和脉冲发生模块并联；

所述倍压整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；交流电的第一输出端分别与二极管D1的负极、C2的第一端连接，二极管D1的正极分别与C1的第一端、D2的负极、C3的第一端连接，C1的第二端与交流电的第二输出端连接且接地，C2的第二端分别与D2的正极、D3的负极、C4的第一端连接，C4的第二端分别与D4的正极、D5的负极、C6的第一端连接，C3的第二端分别与D4的负极、C5的第一端连接，C5的第二端分别与D5的正极、D6的负极连接且作为倍压整流电路的第一输出端还与脉冲发生模块连接，C6的第二端与D6的正极连接，D3的正极作为倍压整流电路的第二输出端也与脉冲发生模块连接；

所述脉冲发生模块中输入1860V直流，通过MOS管交替导通后逆变，得到的信号通过脉冲变压器放大后得到930V的三角脉冲信号；

所述脉冲发生模块包括MOS管T、T1、电阻R、电感L1、续流二极管D7、D8、555定时模块；倍压整流电路的第一输出端分别与MOS管T的D极、D7的负极连接，MOS管T的G极与555定时模块连接，MOS管T的S极与MOS管T1的D极连接，MOS管T1的S极接地，MOS管T1的G极也与555定时模块连接，D7的正极与D8的负极连接，D8的正极接地，电阻R的一端接在倍压整流电路的第二输出端，且还作为脉冲发生模块的第一输出端，电阻R的另一端分别接电感L1的一端，且还作为脉冲发生模块的第二输出端，电感L1的另一端分别接续流二极管D7的正极、D8的负极。

2.根据权利要求1所述的用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，其特征在于：所述555定时模块包括一个555定时器、0.01uf的电容CT、2kΩ范围可调电阻RT、

0.01uf的电容Cy和按钮SB；Vcc分别与2kΩ范围可调电阻RT的一端、555定时器的引脚4和8连接，2kΩ范围可调电阻RT的另一端分别与555定时器的引脚6和7、0.01uf的电容CT的一端、按钮SB的一端连接，555定时器的引脚5与0.01uf的电容C1的一端连接，0.01uf的电容Cy的另一端、电容CT的另一端、按钮SB的另一端、555定时器的引脚1均接地，555定时器的引脚3与MOS管IFRP450的G极连接。

3.根据权利要求2所述的用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，其特征在于：所述555定时模块定时时间为T1，即为脉冲信号脉宽时间，和RT、CT的关系可表达为：T1＝1.1RT CT。

4.根据权利要求1所述的用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，其特征在于：所述倍压整流电路中输入工频220V交流电正负半周分别对C1、C2、C3、C4、C5、C6充电，输出6倍电压。

说明书

用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路

技术领域

[0001] 本发明涉及用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，属于电力系统技术领域。

背景技术

[0002] 在电力系统中，由于外界环境的影响和内部设备的故障常常回导致电力系统出现接地故障。为排除接地故障而提出的C类行波法，是在离线状态下对电力系统注入脉冲信
号，通过识别故障点反射波来计算出故障距离。

[0003] 然而，注入的脉冲信号时常为方波脉冲，信号边缘上升迅速。信号变化迅速导致在传播过程中遇到配电变压器或是感性负载时，产生很大的冲击。可能对电力系统中的器件
造成损坏。同时，方波脉冲上升时间短，使用传感器记录信号时需要的采样率高，采样率低
易造成失真。

[0004] 三角脉冲上升时间长，使用传感器记录信号时需要的采样率低，不易造成失真。且信号有峰值，将峰值作为特征点能更容易识别。相对于方波脉冲有着不可替代的优势。

[0005] 基于此，本发明提出用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是：本发明提供用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，为脉冲注入故障定位提供一种更加安全，对采样设备要求较低的脉冲
信号源。

[0007] 本发明技术方案是：用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，包括倍压整流电路和脉冲发生模块；倍压整流电路和脉冲发生模块并联；

[0008] 所述倍压整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；交流电的第一输出端分别与二极管D1的负极、C2的第一端连接，二极管D1的正极分别与C1的
第一端、D2的负极、C3的第一端连接，C1的第二端与交流电的第二输出端连接且接地，C2的
第二端分别与D2的正极、D3的负极、C4的第一端连接，C4的第二端分别与D4的正极、D5的负
极、C6的第一端连接，C3的第二端分别与D4的负极、C5的第一端连接，C5的第二端分别与D5
的正极、D6的负极连接且作为倍压整流电路的第一输出端还与脉冲发生模块连接，C6的第
二端与D6的正极连接，D3的正极作为倍压整流电路的第二输出端也与脉冲发生模块连接。

[0009] 作为本发明的进一步方案，所述脉冲发生模块包括MOS管T、T1、电阻R、电感L1、续流二极管D7、D8、555定时模块；倍压整流电路的第一输出端分别与MOS管T的D极、D7的负极
连接，MOS管T的G极与555定时模块连接，MOS管T的S极与MOS管T1的D极连接，MOS管T1的S极
接地，MOS管T1的G极也与555定时模块连接，D7的正极与D8的负极连接，D8的正极接地，电阻
R的一端接在倍压整流电路的第二输出端，且还作为脉冲发生模块的第一输出端，电阻R的
另一端分别接电感L1的一端，且还作为脉冲发生模块的第二输出端，电感L1的另一端分别
接续流二极管D7的正极、D8的负极。

[0010] 作为本发明的进一步方案，所述555定时模块包括一个555定时器、0.01uf的电容CT、2kΩ范围可调电阻RT、0.01uf的电容Cy和按钮SB；Vcc分别与2kΩ范围可调电阻RT的一
端、555定时器的引脚4和8连接，2kΩ范围可调电阻RT的另一端分别与555定时器的引脚6和
7、0.01uf的电容CT的一端、按钮SB的一端连接，555定时器的引脚5与0.01uf的电容C1的一
端连接，0.01uf的电容Cy的另一端、电容CT的另一端、按钮SB的另一端、555定时器的引脚1
均接地，555定时器的引脚3与MOS管IFRP450的G极连接。

[0011] 作为本发明的进一步方案，所述555定时模块定时时间为T1，即为脉冲信号脉宽时间，和RT、CT的关系可表达为：T1＝1.1RT CT。

[0012] 作为本发明的进一步方案，所述倍压整流电路中输入工频220V交流电正负半周分别对C1、C2、C3、C4、C5、C6充电，输出6倍电压。

[0013] 作为本发明的进一步方案，所述脉冲发生模块中输入1860V直流，通过MOS管交替导通后逆变，得到的信号通过脉冲变压器放大后得到930V的三角脉冲信号。

[0014] 本发明的有益效果是：

[0015] 1、相对于方波脉冲源，三角脉冲上升，下降前沿慢，对于采样设备的采样率要求相对低；

[0016] 2、相对于方波脉冲源，三角脉冲有峰值，将峰值作为反射波特征点能更容易识别,作为故障定位信号源更有优势；

[0017] 3、相对于方波脉冲源，三角脉冲不会造成像方波脉冲在线路上传输的冲击，对于线路安全更有保障；

[0018] 4、本发明输出的三角波上升时间长，使用传感器记录信号时需要的采样率低，不易造成失真。且信号有峰值，将峰值作为特征点能更容易识别。相对于其他注入波形有着不
可替代的优势，但现有脉冲源使用三角脉冲较少。本高压脉冲源电路结构简单，可应用于低
压侧脉冲注入的信号源；

[0019] 5、使用倍压整流电路对工频市电进行整流，得到稳定直流电压。通过555控制器对MOSFET对直流信号进行开通关断，每次使三个电容前后分别对积分电路放电，取积分电路
上的R两端电压输出三角波脉冲。

附图说明

[0020] 图1为本发明中的结构示意图；

[0021] 图2为555定时模块结构示意图。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

[0023] 实施例1：如图1‑2所示，用于配变低压侧脉冲注入故障定位的倍压三角脉冲源电路，包括倍压整流电路和脉冲发生模块；倍压整流电路和脉冲发生模块并联；

[0024] 所述倍压整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；交流电的第一输出端分别与二极管D1的负极、C2的第一端连接，二极管D1的正极分别与C1的
第一端、D2的负极、C3的第一端连接，C1的第二端与交流电的第二输出端连接且接地，C2的
第二端分别与D2的正极、D3的负极、C4的第一端连接，C4的第二端分别与D4的正极、D5的负
极、C6的第一端连接，C3的第二端分别与D4的负极、C5的第一端连接，C5的第二端分别与D5
的正极、D6的负极连接且作为倍压整流电路的第一输出端还与脉冲发生模块连接，C6的第
二端与D6的正极连接，D3的正极作为倍压整流电路的第二输出端也与脉冲发生模块连接。

[0025] 作为本发明的进一步方案，所述脉冲发生模块包括MOS管T、T1、电阻R、电感L1、续流二极管D7、D8、555定时模块；倍压整流电路的第一输出端分别与MOS管T的D极、D7的负极
连接，MOS管T的G极与555定时模块连接，MOS管T的S极与MOS管T1的D极连接，MOS管T1的S极
接地，MOS管T1的G极也与555定时模块连接，D7的正极与D8的负极连接，D8的正极接地，电阻
R的一端接在倍压整流电路的第二输出端，且还作为脉冲发生模块的第一输出端，电阻R的
另一端分别接电感L1的一端，且还作为脉冲发生模块的第二输出端，电感L1的另一端分别
接续流二极管D7的正极、D8的负极。

[0026] 作为本发明的进一步方案，所述555定时模块包括一个555定时器、0.01uf的电容CT、2kΩ范围可调电阻RT、0.01uf的电容Cy和按钮SB；Vcc分别与2kΩ范围可调电阻RT的一
端、555定时器的引脚4和8连接，2kΩ范围可调电阻RT的另一端分别与555定时器的引脚6和
7、0.01uf的电容CT的一端、按钮SB的一端连接，555定时器的引脚5与0.01uf的电容C1的一
端连接，0.01uf的电容Cy的另一端、电容CT的另一端、按钮SB的另一端、555定时器的引脚1
均接地，555定时器的引脚3与MOS管IFRP450的G极连接。

[0027] 作为本发明的进一步方案，所述555定时模块定时时间为T1，即为脉冲信号脉宽时间，和RT、CT的关系可表达为：T1＝1.1RT CT。

[0028] 作为本发明的进一步方案，如图1所示，所述倍压整流电路中输入工频220V交流电正负半周分别对C1、C2、C3、C4、C5、C6充电，输出6倍电压(1860V)。

[0029] 作为本发明的进一步方案，所述脉冲发生模块中输入1860V直流，通过MOS管交替导通后逆变，得到的信号通过脉冲变压器放大后得到930V的三角脉冲信号。

[0030] 通过控制MOS管的通断实现逆变。MOS管的开通关断通过555定时器来实现，按下按钮，给555定时器一个负脉冲，进入单稳态状态，输出V0输出一个脉宽为Ts(11us)的脉冲，控
制MOS的导通，并且导通时间也为TS。在T接通时，电压稳定为3U(930V)的电容C4,C5,C6对经
R、L1进行放电，由于R、L1组成积分电路，在R上的电压为斜率为k的直线。在T1接通时，电压
稳定为‑3U的电容C1,C2,C3对经R、L1进行放电，由于R、L1组成积分电路，在R上的电压为斜
率为‑k的直线。MOS管T、T1前后分别导通一次，在R上输出的信号为大小为3U(930V)的三角
脉冲，经脉冲变压器放大后输出脉宽为2TS(22us),幅值为3U的三角脉冲。

[0031] 上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

[0032] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有
明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制
的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还
存在另外的相同要素。

[0033] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改
或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范
围当中。