[實用新型]高電壓信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020595311.4
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN201876484U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王賢亮;杜林;楊滔;康鴻飛
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶市電力公司綦南供電局
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及高電壓技術(shù)中的電壓信號檢測領(lǐng)域，特別涉及一種高電壓信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會對電力系統(tǒng)供電的可靠性要求越來越高。造成電力系統(tǒng)供電中斷的原因眾多，但絕緣的擊穿是造成停電的主要原因，而在絕緣事故中由于過電壓引起的事故又占主導(dǎo)地位。電網(wǎng)過電壓特別是內(nèi)部過電壓的，對電氣設(shè)備和線路絕緣造成了嚴(yán)重的威脅；雷電過電壓對220kV等級以下的系統(tǒng)絕緣也造成了嚴(yán)重威脅，電氣設(shè)備過電壓事故的頻繁發(fā)生，給電網(wǎng)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的損失。隨著電網(wǎng)的迅速建設(shè)與發(fā)展，輸電線路輸電電壓等級、輸送容量都在不斷提高。因此，電力系統(tǒng)過電壓是發(fā)展高壓和超高壓電網(wǎng)所必須研究的重要課題，它不僅關(guān)系到發(fā)電機、變壓器、輸電線路等電力設(shè)備絕緣強度的合理設(shè)計，而且直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。電力系統(tǒng)中的過電壓發(fā)生類型多種多樣，發(fā)生機理不盡相同，波形、幅值、持續(xù)時間也不相同。在實際運行中，各種過電壓出現(xiàn)后，各種故障往往交織在一起，為后續(xù)的故障原因分析帶來困難。

過電壓信號攜帶著豐富的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)信息。利用目前監(jiān)測到的過電壓信號進行特征提取以及識別算法研究，實現(xiàn)過電壓類型的自動識別和診斷，對保證電網(wǎng)安全運行具有十分重要的意義。

在這一過程中，對各種過電壓的波形的實時采集，存儲以及數(shù)據(jù)維護是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，由于電力系統(tǒng)中的過電壓信號包含了豐富的頻率成份，其頻帶最高可達數(shù)十兆赫茲，因此對于高電壓信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集裝置的設(shè)計提出了很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種高電壓信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集裝置，該系統(tǒng)包括了多個配合模塊，嚴(yán)格區(qū)分了各個模塊的功能，能提供實時監(jiān)測的過電壓波形，并將采集信號轉(zhuǎn)換為特定格式的過電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)識別要求對采集數(shù)據(jù)進行預(yù)處理（包括濾波和頻率變換）；過電壓信號經(jīng)本系統(tǒng)預(yù)處理后，信號成分相對單一，能夠較好地提取過電壓特征參量，進而方便下一步的識別工作。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

該高電壓信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集裝置，包括分別與外部的三相電壓傳感器相聯(lián)接的三相電壓信號輸入通道，每一相電壓信號輸入通道均依次聯(lián)接二次分壓模塊、前置信號調(diào)理模塊和信號觸發(fā)模塊，通過數(shù)據(jù)采集處理模塊對每一相電壓信號采集通道輸入的電壓信號進行采集處理后，由接口電路輸出；

其中，所述二次分壓模塊用于將輸入的大幅值信號按比例進行減小，其輸入端與外部的電壓信號源相聯(lián)接，其輸出端分為兩路，其中一路送入前置信號調(diào)理模塊進入濾波后再送入數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸入端，另一路送入信號觸發(fā)模塊進行輸入電壓信號比較，所述信號觸發(fā)模塊的輸出端與數(shù)據(jù)采集處理模塊的觸發(fā)端相聯(lián)接。

進一步，所述二次分壓模塊包括第一級分壓電路和第二級分壓電路，所述第一級分壓電路的輸出端與第二級分壓電路的輸入端之間通過跳線I聯(lián)接，所述第二級分壓電路的輸出端與前置信號調(diào)理模塊的輸入端之間通過跳線II聯(lián)接，所述第一級分壓電路與前置信號調(diào)理模塊的輸入端之間通過跳線III聯(lián)接；

進一步，所述前置信號調(diào)理模塊包括前級電壓跟隨電路和后級有源濾波電路，所述后級有源濾波電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集處理模塊的輸入端相聯(lián)接；

進一步，所述信號觸發(fā)模塊包括反相器、電壓比較器、光電耦合器和觸發(fā)邏輯門電路，從分壓電路輸入的電壓信號分兩路進入信號觸發(fā)模塊且通過兩個電壓比較器分別實現(xiàn)正、負(fù)極性電壓比較觸發(fā)，所述電壓比較器的參考電平通過同一參考電壓源提供，其中負(fù)極性電壓比較參考電平由參考電壓源輸出經(jīng)反相器提供，所述電壓比較器的輸出信號經(jīng)光電耦合器隔離后通過觸發(fā)邏輯門電路形成觸發(fā)邏輯電平；

進一步，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括三相模擬量輸入通道、存儲器和可編程邏輯控制器，所述每一相模擬量輸入通道通過依次聯(lián)接信號調(diào)理子模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換子模塊，將前置信號調(diào)理模塊輸入的電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入至存儲器，所述可編程邏輯控制器包括觸發(fā)邏輯控制子模塊、存儲器接口子模塊、時鐘/時序控制電路和總線接口電路，所述觸發(fā)邏輯控制子模塊用于接受信號觸發(fā)模塊發(fā)出的觸發(fā)信號，所述存儲器接口子模塊用于與存儲器之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和地址分配，所述時鐘/時序控制電路用于提供系統(tǒng)時鐘信號，所述總線接口電路用于與外部工控機總線相聯(lián)接。

本實用新型的有益效果是：