[實(shí)用新型]一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320329277.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN203310905U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉呂娜;張杭;白云飛;王琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)西電電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電能計(jì)量和繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)容量的增加，電網(wǎng)運(yùn)行電壓的等級(jí)也越來越高，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的互感器在造價(jià)、性能上已很難滿足電網(wǎng)發(fā)展的要求；另一方面，超高壓、特高壓電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)研發(fā)新型的電子式互感器提出了迫切的需求。傳統(tǒng)的電壓互感器絕緣性能差、動(dòng)態(tài)范圍小、易發(fā)生飽和、體積大、浪費(fèi)原材料，且難以直接完成計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)電壓完整信息進(jìn)行數(shù)字化處理的要求，阻礙了電力系統(tǒng)自動(dòng)化向更高水平發(fā)展。同時(shí)，隨著變電站自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系的頒布和推行，數(shù)字技術(shù)幾乎已經(jīng)覆蓋電力二次系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域，控制、保護(hù)和測(cè)量功能已由微處理器為核心設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，使得電子式互感器作為數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)和重要的組成部分，其發(fā)展和應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。

現(xiàn)有的信號(hào)采集裝置采用電壓互感器采集電壓信號(hào)后送到二次系統(tǒng)使用，僅適用于二次系統(tǒng)為模擬系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)使用，而且采集到的模擬信號(hào)直接送入二次系統(tǒng)中不能長(zhǎng)距離傳輸。但是，隨著二次系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展，現(xiàn)有采集裝置已無法滿足使用需求，而且采集裝置采集到的信號(hào)需要長(zhǎng)距離輸送到后臺(tái)使用，使用電壓互感器采集的模擬信號(hào)無法長(zhǎng)距離傳輸，限制了電力系統(tǒng)發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置，將采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)輸出，滿足電力系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)發(fā)展的需要。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置，包括電壓互感器、運(yùn)放及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊、DSP處理器和電源模塊；通過電壓互感器采集電子式電容分壓器提供的電壓信號(hào)，電壓互感器輸出端與運(yùn)放及濾波電路輸入端連接，運(yùn)放及濾波電路輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊輸出端與DSP處理器連接，DSP處理器輸出數(shù)字電壓信號(hào)，電源模塊分別與運(yùn)放及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊和DSP處理器連接。

所述DSP處理器連接有電/光轉(zhuǎn)換模塊，電/光轉(zhuǎn)換模塊連接有光纖數(shù)據(jù)收發(fā)電路。

所述DSP處理器通過CAN總線與模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊連接。

所述運(yùn)放及濾波電路連接有光電耦合器，運(yùn)放及濾波電路輸出端通過光電耦合器與模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊輸入端連接。

所述電壓互感器為456V/3.53V變比的電壓互感器。

所述DSP處理器外接有時(shí)鐘電路。

本實(shí)用新型的電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

采用電壓互感器采集電子式電容分壓器提供的模擬電壓信號(hào)，經(jīng)運(yùn)放及濾波電路放大濾除噪聲后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和采用后送入DSP處理器處理，然后成為數(shù)字電壓信號(hào)輸出，滿足二次系統(tǒng)的使用需求，使傳統(tǒng)的電磁式電容分壓器實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的數(shù)字測(cè)量和采集。模擬量采集通過電壓互感器就近進(jìn)行，而非在后面控制室中的合并單元中進(jìn)行，降低輸出功率，這樣能夠更好的提高電磁互感器的準(zhǔn)確級(jí)和克服磁滯現(xiàn)象。采集裝置多處采用低功耗芯片，接入一次電容分壓器電路后對(duì)于一次電路不產(chǎn)生大的負(fù)載，保證電壓信號(hào)采集的準(zhǔn)確度。本實(shí)用新型電磁兼容性好、抗震動(dòng)能力強(qiáng)，工作溫度范圍寬，且采集電壓信號(hào)范圍寬，能夠使傳統(tǒng)的電容式互感器實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的數(shù)字測(cè)量和采集。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置做詳細(xì)描述：

如圖1所示，一種電子式電容分壓器用信號(hào)采集裝置，包括電壓互感器1，運(yùn)放及濾波電路2、模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊3、DSP處理器4和電源模塊5；通過電壓互感器1采集電子式電容分壓器提供的電壓信號(hào)，電壓互感器1輸出端與運(yùn)放及濾波電路2輸入端連接，運(yùn)放及濾波電路2輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊3輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊3輸出端通過CAN總線連接與DSP處理器4連接，DSP處理器4輸出數(shù)字電壓信號(hào)，電源模塊5分別與運(yùn)放及濾波電路2、模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊3和DSP處理器4連接；DSP處理器4還連接有電/光轉(zhuǎn)換模塊6，電/光轉(zhuǎn)換模塊6連接有光纖數(shù)據(jù)收發(fā)電路7。

通過變比較大的繼電保護(hù)用小型電壓互感器采集電容分壓器提供的電壓信號(hào)，運(yùn)放及濾波電路2放大濾除噪聲后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換及采樣模塊3，DSP處理電路和電/光轉(zhuǎn)換模塊后轉(zhuǎn)換成有效的光信號(hào)，通過光纖傳送數(shù)據(jù)到后端的二次接收單元使用。