三相交流电是电能的一种输送形式，简称为三相电。三相交流电源，是由3个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。三相交流电的用途很多，工业中大部分的交流用电设备，例如电动机，都采用三相交流电，也就是经常提到的三相四线制[1-3]。

过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象；欠电压是指工频下交流电压均方根值降低，小于额定值的10%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象。

三相电力系统是工业控制系统和楼宇控制系统中运用较多的电力系统，而目前在工业控制系统和楼宇控制系统的进线口处多采用的是对单相电的保护，此类配电保护装置存在的缺点是：系统结构复杂，耗能较高、无法有效起到对三相电力系统的保护作用。目前市场上的单相或三相过欠电压保护器，其CPU控制输出或模拟控制输出信号易被干扰而使后级执行装置出现误动作，从而不能有效地保护电力系统[4-6]。为了更好的实现三相电力配电系统的可靠工作、节约能源和增加抗干扰能力，亟需一种合适的三相电力系统保护装置。

1 系统总体设计

本实用新型提供的一种三相电位偏差比较输出微分驱动装置，包括信号采样电路模块、降压电路模块、三相桥式整流电路模块、π型滤波电路模块、稳压电路模块、三位双限电压比较器电路模块、三位两值转换电路模块和微分驱动电路模块，降压电路模块的输入端接三相电源，降压电路模块的输出端接三相桥式整流电路模块，三相桥式整流电路模块的输出端接π型滤波电路模块，π型滤波电路模块的输出端接稳压电路模块、稳压电路模块的输出端接三位双限电压比较器电路模块和三位两值转换电路模块的电源端，信号采样电路模块的输入端连接三相电源，信号采样电路模块的输出端连接三位双限电压比较器电路模块，三位双限电压比较器电路模块的输出端连接三位两值转换电路模块的输入端，三位两值转换电路模块的输出端连接微分驱动电路模块的输入端[6-8]。系统结构原理框图如图1所示。

图1 系统结构原理框图

2 系统硬件设计

1）稳压电路模块和三位双限电压比较器电路模块间设置比较器阀值电路模块和反馈电路模块，比较器阀值电路模块的输入端与稳压电路模块的输出端和反馈电路模块的输出端分别相连，比较器阀值电路模块的输入端与反馈电路模块的输出端并联，反馈电路模块与三位双限电压比较器电路模块双向联通。

2）稳压电路模块和三位两值转换电路模块间设置转换器阀值电路模块。

3）降压电路模块包括金属膜电容，三个金属膜电容互相并联。

4）稳压电路模块包括稳压二极管和电阻，一个稳压二极管并联一个电阻。

5）信号采样电路模块包括电阻，电容和二极管，电阻包括R1、R2、R3、R4、R5和R6，电容包括C1、C2和C3，二极管包括D1、D2、和D3，电阻R4与二极管 D3 串联，接入R6和C3组成的RC并联电路一，电阻R3与二极管D2串联，接入R5和C2组成的RC并联电路二，电阻R2与二极管D1串联，接入R1和C1组成的RC并联电路三，RC并联电路一、RC并联电路二和RC并联电路三互相并联。

6）比较器阀值电路模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10，电阻R7和电阻R8串联后与电阻R9和电阻R10组成的串联电路并联，电阻R7和电阻R8间设置基准高阀值电压TH1端，电阻R9和电阻R10间设置基准低阀值电压TL1端。

7）转换器阀值电路模块包括电阻R11、电阻R12、电阻R13和电容C4，电阻R11和电容C4串联后与电阻R12和电阻R13组成的串联电路并联，电阻R11和电容C4间设置基准高阀值电压TH2端，电阻R12和电阻R13间设置基准低阀值电压TL2端。

8）三位双限电压比较器电路模块包括6个双限电压比较器，6个双限电压比较器输出端有三根信号线，每根信号线均有0或1两种状态，6个双限电压比较器依次编号为1～6，编号为1、3、5的双限电压比较器正向输入端接基准高阀值电压TH1端，编号为2、4、6的双限电压比较器反向输入端接基准低阀值电压TL1端，编号为1的双限电压比较器反向输入端并联编号为2的双限电压比较器正向输入端，编号为3的双限电压比较器反向输入端并联编号为4的双限电压比较器正向输入端，编号为5的双限电压比较器反向输入端并联编号为6的双限电压比较器反向输入端，分别接入三根信号线。

9）三位两值转换电路模块包括6个双限电压比较器，6个双限电压比较器输入端有三根信号线，每根信号线均有0或1两种状态，6个双限电压比较器依次编号为1～6，编号为1、3、5的双限电压比较器正向输入端分别接三位双限电压比较器的三根信号输出端，编号为1的双限电压比较器反向输入端并联编号为2的双限电压比较器正向输入端，编号为3的双限电压比较器反向输入端并联编号为4的双限电压比较器正向输入端，编号为5的双限电压比较器反向输入端并联编号为6的双限电压比较器反向输入端，分别接入低阀值基准电压TL2端，编号为2、4、6的双限电压比较器的反向输入端分别接延时基准高阀值电压TH2端，编号为1、3、5的双限电压比较器的输出端短接接入微分驱动电路模块的一个输入端，编号为2、4、6的双限电压比较器的输出端短接接入微分驱动电路模块的另一个输入端，微分驱动电路模块的输出端与执行器相连。