[發明專利]高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊

無效

• 申請號: 201410106695.1
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103852670A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 白興東;牛啟宏;丁金良;郝廣平;王錦程
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司甘南供電公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/25
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 張皋翔

1.一種高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊，包括逐級連接的輸入接口、調理電路、保護電路、采集控制模塊和輸出接口，所述采集控制模塊包括輸入端分別與所述保護電路和所述輸出接口連接的模擬數字轉換ADC模塊、以及輸入端與所述ADC模塊連接、輸出端與輸出接口連接的復雜可編程邏輯器件CPLD，所述ADC模塊包括A／D轉換器及其外圍電路，用于控制各路采集通道的采樣率，穩定可靠地采集數據和轉換數據，所述CPLD用于譯碼及邏輯控制輸出，接收同步信號供給ADC模塊，對ADC模塊實現采集時序控制，同步采集來自輸入接口的多路通道數據，其特征在于：

所述調理電路包括互感器模塊，所述互感器模塊包括電壓互感器、電流互感器，其功能是將輸入接口采集的八路含有瞬態電能質量信息的模擬量電壓信號和電流信號轉換為模擬量信號輸入板能接受的八路3.53V電壓信號；

所述保護電路包括由電容、磁珠、瞬變抑制二極管TVS管組成的電磁兼容EMC抗干擾模塊和耐壓保護模塊，所述保護電路的功能是對輸入所述ADC模塊的含有瞬態電能質量信息的模擬量電壓信號和電流信號提供EMC抗干擾與耐壓保護；

所述采集控制模塊是設有現場可編程門陣列FPGA模塊作為主控單元的采集控制模塊，所述FPGA模塊連接在所述ADC模塊與所述輸出接口之間，用于與所述CPLD聯合控制所述ADC模塊進行數據采集并緩存，使采樣頻率最高為102.4kHz，根據外部傳入的IGIB-B碼信號對瞬態電能質量采樣數據的進行高精度對時處理，減小板卡內長期的時間誤差積累，使各路采集通道的同步采集的時間精度誤差最大為1μs，所述ADC模塊一次采樣結束后，所述FPGA通過讀操作讀取所述ADC模塊的數據，根據ADC模塊產生的忙信號以及采集地址的選擇信號輸入地址線產生控制ADC的片選CS信號，接收寫信號以及輸出地址線信號驅動發光二極管LED輸出，作為相應測試或工作狀態的指示。

2.如權利要求1所述的高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊，其特征在于：

所述采集控制模塊還設有緩沖器BUFFER模塊，所述BUFFER模塊連接在所述ADC模塊與所述輸出接口之間作為門開關，當外部要采集模擬量數據時，控制所述BUFFER使能有效，所述BUFFER用于增強對模擬量信號的驅動能力，防止模擬量信號衰減，以及實現模擬量信號輸入板阻抗匹配和模擬量信號濾波，保證瞬態電能質量采集數據的精度。

3.如權利要求1或2所述的高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊，其特征在于：

所述輸出接口是96彎針的歐式插座，所述輸出接口的輸出端分別與所述BUFFER、所述FPGA模塊以及所述CPLD連接，分別接收所述BUFFER、所述FPGA模塊以及所述CPLD處理后的信號，所述輸出接口還分別與數據總線和所述ADC模塊連接，將接收的所述BUFFER、所述FPGA模塊、所述CPLD處理后的信號輸出至瞬態電能質量監測裝置的其它模塊，以及反饋同步信號至所述ADC模塊，與所述CPLD的邏輯控制輸出共同對所述ADC模塊實現采集時序控制，同步采集來自所述輸入接口的多路通道數據。

4.如權利要求3所述的高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊，其特征在于：

所述輸入接口是菲尼克斯連接器，設有4個連接點連接四路電流鉗的輸出。

5.如權利要求4所述的高采樣率的瞬態電能質量信息采集模塊，其特征在于：

所述電壓互感器是型號為TV5202-120V／3.53V的電壓互感器；

所述電流互感器是型號為TV5202-10A／3.53V的電流互感器；

所述A／D轉換器是采用型號為AD7606的16位、八通道采集芯片的A／D轉換器，需要配置片外的參考電壓源；

所述CPLD是型號為EPM3202A的CPLD；

所述FPGA模塊是型號為EP3C16F256I7的FPGA模塊；

所述BUFFER是型號為SN74LVC16245ADGGR的BUFFER。