變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化工業(yè)、軍事部門、通信、計算中心、金融、商業(yè)以及其它各行各業(yè)對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求越來越高，如何提高和保證全面電能質(zhì)量，已成為電力系統(tǒng)迫切需要解決的重要課題之一。
[0003]隨著超高壓骨干網(wǎng)的建成和特高壓輸電技術(shù)的試驗研究，維護(hù)電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行一直是一項重要任務(wù)。重要電氣過程包括短路故障引起的電壓暫升(降)，絕緣問題引起的脈沖、涌流，諧波源問題引起的責(zé)任界定等，只有通過動態(tài)電能質(zhì)量參數(shù)才能反映出來。
[0004]但目前市場上的相關(guān)電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備存在監(jiān)測通道單一、使用成本高、監(jiān)測數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)等缺陷，無法滿足便捷、有效、高性價比的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要針對上述問題，提供一種變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性高精度地變電站所有回路的電能質(zhì)量集中測試。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，包括:電壓和電流傳感器、放大電路、鎖相環(huán)同步采樣電路、抗混疊濾波器、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路和DSP芯片；電壓和電流傳感器依次通過放大電路、鎖相環(huán)同步采樣電路、抗混疊濾波器、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路和DSP芯片相連。
[0008]本實用新型變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相互比較時，具備以下優(yōu)點:
[0009]1、采用鎖相環(huán)同步采樣電路進(jìn)行同步采樣，實現(xiàn)信號的準(zhǔn)確測量；采用抗混疊濾波器，消除各種電磁干擾產(chǎn)生的高次諧波，以保證50次以內(nèi)的諧波不受影響，確保測量精度。本實用新型能夠?qū)崟r監(jiān)測并分析電網(wǎng)的電參數(shù)，對電能質(zhì)量做出精確的檢測和分析，有利于分析和判斷造成各種電能質(zhì)量問題的原因，為電能質(zhì)量的改善提供依據(jù)。
[0010]2、采用多通道A/D轉(zhuǎn)換電路，保證多通道的信號同時高速高精度連續(xù)采樣。監(jiān)測通道多達(dá)75個，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的一個變電站監(jiān)測需要安裝多臺電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，本實用新型提供的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置可一次性進(jìn)行一個變電站所有回路的電能質(zhì)量集中測試，使得變電站的投資成本大幅度降低且維護(hù)使用更加便捷。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為AD8221具體實施例的電路圖；
[0013]圖3為⑶4046具體實施例的電路圖；
[0014]圖4為MAX275具體實施例的電路圖；
[0015]圖5為本實用新型主從卡級聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了更好的理解本實用新型要解決的技術(shù)問題、采取的技術(shù)方案以及達(dá)到的技術(shù)效果，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，一種變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，包括:電壓和電流傳感器100、放大電路200、鎖相環(huán)同步采樣電路300、抗混疊濾波器400、多通道A/D (模數(shù))轉(zhuǎn)換電路500和DSP (digital signal processing，數(shù)字信號處理)芯片600 ;電壓和電流傳感器100依次通過放大電路200、鎖相環(huán)同步采樣電路300、抗混疊濾波器400、多通道A/D轉(zhuǎn)換電路500和DSP芯片600相連。
[0018]通過電壓和電流傳感器100采集得來的電壓幅值較小，峰值約為40mV(毫伏)，不便于測量，因此需要通過放大電路200對采集的信號進(jìn)行放大。目前市場上大部分儀用放大器的共模抑制比在200Hz (赫茲)處就開始衰減，不能滿足本實用新型監(jiān)測裝置的設(shè)計要求，所以，在一個實施例中，所述放大電路200可以為增益可編程儀用放大器，例如增益可編程高性能儀用放大器AD8221等。可編程儀用放大器可以提供工業(yè)上較高的共模抑制比。例如，當(dāng)增益為1時，AD8221能夠在各級保持最小80dB(分貝)的共模抑制比，直至頻率達(dá)到10kHz(千赫茲)，因而它能很好的抑制寬帶干擾和線性失真。下面對AD8221進(jìn)行簡單介紹。
[0019]如圖2所示，AD8221采用± 12V的雙電源供電，并采用等效串聯(lián)電阻(ESR)極小的
0.luF(微法)瓷片電容和10uF的鉭電容對輸入的電源端進(jìn)行去耦和濾波，將參考電源輸入端接地。又由于前端CT (電流傳感器)、PT (電壓傳感器)發(fā)送過來的電壓信號值為OmV?40mV，并結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換0V?+5V的輸入要求，所以采用AD8221進(jìn)行信號放大的倍數(shù)最大應(yīng)該為125倍。由AD8221的增益公式，可以得出GR的取值應(yīng)大于399歐姆，選用阻值為412歐姆，0.1%的高精密電阻。
[0020]另外，AD8221不僅能對CT、PT取樣得來的微弱電壓信號進(jìn)行放大，而且能對前后級負(fù)載阻抗進(jìn)行匹配，提高輸入電阻，隔離取樣電路和后級A/D轉(zhuǎn)換的采樣保持電路，減小輸出電阻，從而縮短ADC模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換所需的跟蹤時間。
[0021]在電網(wǎng)諧波測量中，由于電網(wǎng)頻率的變化，若采樣頻率固定，則會造成非整周期采樣，從而引起頻譜泄漏，帶來測量的附加誤差。因此，進(jìn)行同步采樣是準(zhǔn)確測量實時信號的關(guān)鍵。同步采樣就是將信號的一個周期或多個周期進(jìn)行均勻離散，在每一離散點處取其信號的瞬時值。在電力系統(tǒng)測量中，除了要知道每路信號值大小外，還要知道每路信號之間的相位關(guān)系，這就要求采用同步采樣技術(shù)來獲得準(zhǔn)確的信息。
[0022]鎖相環(huán)同步采樣電路300可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的電路實現(xiàn)。在一個實施例中，所述鎖相環(huán)同步采樣電路300可以包括集成鎖相環(huán)芯片和計數(shù)器。集成鎖相環(huán)芯片可以選用廣泛應(yīng)用的通用性集成鎖相環(huán)芯片CD4046等，計數(shù)器可以采用12級二進(jìn)制計數(shù)器(分頻器)⑶4040。下面對⑶4046進(jìn)行簡單介紹。
[0023]⑶4046是由CMOS電路構(gòu)成的多功能單片集成鎖相環(huán)，具有低功耗、輸入阻抗高、電源電壓范圍寬等優(yōu)點，在信號處理和數(shù)字系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。CD4046鎖相環(huán)采用的是RC型壓控振蕩器，必須外接電容與電阻作為充放電元件。CD4046內(nèi)部有線性放大器