一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電力自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，包括依次連接的信號(hào)調(diào)理電路、電子開關(guān)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)理電路包括電流互感器、第一至第七電阻以及第一和第二運(yùn)算放大器。本實(shí)用新型信號(hào)后調(diào)理電路的設(shè)置，可使同一電流輸出后輸出兩路電流或電壓信號(hào)，即一路是保護(hù)信號(hào)另一路是測(cè)量信號(hào)，再分別經(jīng)過子開關(guān)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后得到高精度的采樣信號(hào)，并且可使電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)的測(cè)量精度均達(dá)到0.5%以內(nèi)，以低成本的方式實(shí)現(xiàn)了配電終端對(duì)保護(hù)功能及測(cè)量功能的要求。
【專利說明】一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，特別涉及一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力自動(dòng)化產(chǎn)品中，線路保護(hù)裝置主要目的是檢測(cè)故障電流，測(cè)量的電流范圍一般要求在20倍額定電流，并根據(jù)設(shè)定的保護(hù)定值、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)，對(duì)測(cè)量精度要求不高，一般要求測(cè)量精度在3%以內(nèi)；監(jiān)控裝置，如RTU、負(fù)荷管理終端、配變監(jiān)測(cè)終端、智能電表，主要目的是要求準(zhǔn)確測(cè)量線路的電流、電壓、功率等遙測(cè)量，一般要求測(cè)量的電流范圍在1.2倍額定電流以內(nèi)，并要求電流、電壓的測(cè)量精度達(dá)到0.5%，功率測(cè)量精度達(dá)到1%。
[0003]配電自動(dòng)化終端要求裝置既能檢測(cè)故障電流，并且要求測(cè)量的電流范圍在20倍額定電流內(nèi)，測(cè)量精度在3%以內(nèi)；同時(shí)要求在1.2倍額定電流以內(nèi)，電流、電壓的測(cè)量精度達(dá)到0.5%，功率測(cè)量精度達(dá)到1%。
[0004]而在目前的配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程中，為保證故障電流的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，必須采用測(cè)量范圍在20倍額定電流的電流互感器，在額定電壓、電流范圍內(nèi)，電壓、電流的測(cè)量精度能達(dá)到0.5%以內(nèi)，但是有功、無功的測(cè)量精度很難做到1%以內(nèi)。
[0005]同時(shí)保證額定電流范圍內(nèi)的測(cè)量精度，要求現(xiàn)場(chǎng)電流互感器同時(shí)有保護(hù)電流輸出及測(cè)量電流輸出，這也是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通常做法，配電終端相應(yīng)的輔以一組保護(hù)CT，一組測(cè)量CT，增加了配電終端的成本；而采用智能光互感器的做法在配網(wǎng)領(lǐng)域中由于成本問題目前還得不到有效的推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種信號(hào)采集精度高的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置。
[0007]為了解決以上提出的問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，包括依次連接的信號(hào)調(diào)理電路、電子開關(guān)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括電流互感器、第一至第七電阻以及第一和第二運(yùn)算放大器，所述第一電阻連接于電流互感器的輸出端第一引腳和第二引腳之間，所述第二電阻的一端與電流互感器的輸出端第一引腳連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的輸入同相端連接，第一運(yùn)算放大器的輸入反相端與其輸出端連接；所述第三電阻連接于第一運(yùn)算放大器的輸出端和電子開關(guān)電路之間；所述第四電阻連接于第一運(yùn)算放大器的輸入反相端與第二運(yùn)算放大器的輸入同相端之間，所述第五電阻和第六電阻的一端均與第二運(yùn)算放大器的輸入反相端連接，所述第六電阻另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；所述第七電阻連接于第二運(yùn)算放大器的輸出端和電子開關(guān)電路之間。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:還包括電容，所述電容的一端與第一運(yùn)算放大器的輸入同相端連接，另一端接地。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述電子開關(guān)電路包括第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)，所述第一電子開關(guān)與第三電阻連接，所述第二電子開關(guān)與第七電阻連接。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述A/D轉(zhuǎn)換電路是型號(hào)為MAX125的A/D芯片。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型通過信號(hào)后調(diào)理電路的設(shè)置，可使同一電流輸出后輸出兩路電流或電壓信號(hào)，即一路是保護(hù)信號(hào)另一路是測(cè)量信號(hào)，再分別經(jīng)過子開關(guān)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后得到高精度的采樣信號(hào)，并且可使電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)的測(cè)量精度均達(dá)到0.5%以內(nèi)，以低成本的方式實(shí)現(xiàn)了配電終端對(duì)保護(hù)功能及測(cè)量功能的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置的框架圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置中信號(hào)調(diào)理電路的電路圖。
[0014]圖3中圖3a和圖3b分別為本實(shí)用新型的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置中電子開關(guān)電路的第一和第二電子開關(guān)的電路圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置中A/D轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0017]參閱圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，其包括依次連接的信號(hào)調(diào)理電路10、電子開關(guān)電路20和A/D轉(zhuǎn)換電路30，其中，信號(hào)調(diào)理電路10包括電流互感器CT1、第一至第七電阻(Rl - R7)以及第一和第二運(yùn)算放大器(Ul，U2)，并且，第一電阻Rl連接于電流互感器CTl的輸出端第一引腳和第二引腳之間，第二電阻R2的一端與電流互感器CTl的輸出端第一引腳連接,另一端與第一運(yùn)算放大器Ul的輸入同相端連接，第一運(yùn)算放大器Ul的輸入反相端與其輸出端連接；第三電阻R3連接于第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端和電子開關(guān)電路20之間；第四電阻R4連接于第一運(yùn)算放大器Ul的輸入反相端與第二運(yùn)算放大器U2的輸入同相端之間，第五電阻R5和第六電阻R6的一端均與第二運(yùn)算放大器U2的輸入反相端連接，第六電阻R6另一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；第七電阻R7連接于第二運(yùn)算放大器U2的輸出端和電子開關(guān)電路20之間。本實(shí)用新型還可包括電容Cl，電容Cl的一端與第一運(yùn)算放大器Ul的輸入同相端連接，另一端接地。
[0018]其中，第一和第二運(yùn)算放大器(U1，U2)的型號(hào)均為L(zhǎng)M328，第一運(yùn)算放大器Ul是一個(gè)跟隨器，輸出AINO作為保護(hù)采集輸入信號(hào)，其電流測(cè)量的范圍為0-100A，而第二運(yùn)算放大器U2是一個(gè)放大器，輸出AIN3作為測(cè)量采集輸入信號(hào)，電流測(cè)量的范圍0-6A。
[0019]參閱圖3a和圖3b所不,所述的電子開關(guān)電路包括第一電子開關(guān)U305和第二電子開關(guān)U306，所述的第一電子開關(guān)U305與第三電阻R3連接，所述的第二電子開關(guān)U306與第七電阻R7連接；并且，第一電子開關(guān)U305和第二電子開關(guān)U306的型號(hào)均為⑶4053。
[0020]參閱圖4所示，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路30是型號(hào)為MAX125的14位A/D芯片。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理為:輸入電壓經(jīng)電壓互感器CTl轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)，作為保護(hù)及測(cè)量采集輸入，電壓測(cè)量范圍為0-150V;其中，交流電壓信號(hào)的一路經(jīng)過第一運(yùn)算放大器Ul輸出作為保護(hù)采集輸入ΑΙΝ0，電流測(cè)量范圍為0-100A ;同時(shí)還可經(jīng)第二運(yùn)算放大器U2放大后輸出作為測(cè)量采集輸入AIN3，電流測(cè)量范圍為0-6A。
[0022]這樣，兩路(AIN0、AIN3)的電流、電壓經(jīng)電子開關(guān)電路20，可由外部的CPU同一控制，使同一時(shí)刻輸出同一條線路的電壓、保護(hù)電流，或同一條線路的電壓、測(cè)量電流。再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路采樣后，由外部的CPU計(jì)算得到保護(hù)采樣的電壓、電流；及測(cè)量采樣的電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、電壓諧波、電流諧波等遙測(cè)值。
[0023]這樣，既保證了故障時(shí)正確判斷保護(hù)狀態(tài)，準(zhǔn)確測(cè)量故障電流；同時(shí)又保證了正常運(yùn)行過程中的電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電壓諧波、電流諧波等遙測(cè)值的測(cè)量精度。而在采用了本實(shí)用新型的信號(hào)采集裝置的方案后，電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)的測(cè)量精度均達(dá)到0.5%以內(nèi)，以低成本的方式實(shí)現(xiàn)了配電終端對(duì)保護(hù)功能及測(cè)量功能的要求。
[0024]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，其特征在于:包括依次連接的信號(hào)調(diào)理電路(10)、電子開關(guān)電路(20)和A/D轉(zhuǎn)換電路(30)，所述信號(hào)調(diào)理電路(10)包括電流互感器(CT1)、第一至第七電阻(Rl - R7)以及第一和第二運(yùn)算放大器(Ul，U2)，所述第一電阻(Rl)連接于電流互感器(CTl)的輸出端第一引腳和第二引腳之間，所述第二電阻(R2)的一端與電流互感器(CTl)的輸出端第一引腳連接，另一端與第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸入同相端連接，第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸入反相端與其輸出端連接；所述第三電阻(R3)連接于第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端和電子開關(guān)電路(20)之間；所述第四電阻(R4)連接于第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸入反相端與第二運(yùn)算放大器(U2)的輸入同相端之間，所述第五電阻(R5)和第六電阻(R6)的一端均與第二運(yùn)算放大器(U2)的輸入反相端連接，所述第六電阻(R6)另一端與第二運(yùn)算放大器(U2)的輸出端連接；所述第七電阻(R7)連接于第二運(yùn)算放大器(U2)的輸出端和電子開關(guān)電路(20)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，其特征在于:還包括電容(Cl)，所述電容(Cl)的一端與第一運(yùn)算放大器(Ul)的輸入同相端連接，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，其特征在于:所述電子開關(guān)電路包括第一電子開關(guān)(U305)和第二電子開關(guān)(U306)，所述第一電子開關(guān)(U305)與第三電阻(R3)連接，所述第二電子開關(guān)(U306)與第七電阻(R7)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于配電終端中高精度測(cè)量的信號(hào)采集裝置，其特征在于:所述A/D轉(zhuǎn)換電路(30)是型號(hào)為MAX125的A/D芯片。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203616406SQ201320754620
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】王世松, 陳堂, 鐘邦義 申請(qǐng)人:南京金智遠(yuǎn)維配用電自動(dòng)化有限公司