[發(fā)明專利]基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510055884.5
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104678213A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殳國華;陳敏捷;周平;李丹;張士文
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司;上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，尤其是涉及一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

目前，電能質(zhì)量問題已成為電氣工程領(lǐng)域研究的前沿課題，其集電子技術(shù)，通信技術(shù)和計算機技術(shù)等多個學(xué)科于一體，其研究水平也象征一個國家的科技水平在國際中的地位。電能質(zhì)量研究技術(shù)的提升對于電網(wǎng)和電力用戶而言都是一個福音，因為它涉及到國民生產(chǎn)和人民日常生活的方方面面，特別對電力公司而言可以幫助供電公司在規(guī)劃中正確地改善供用電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及合理地擴大系統(tǒng)的容量和確定投資水平，具有重要的統(tǒng)籌意義。而通過對電網(wǎng)相關(guān)電力參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測和記錄，建立起能表征電能質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)庫，可以提前預(yù)測故障信息，提醒人們對供用電設(shè)備的安全狀態(tài)進(jìn)行檢修，有利于把損失降低到最小。同時微控制器科技迅猛發(fā)展，特別是隨著DSP的發(fā)展與應(yīng)用，使得電能質(zhì)量在檢測、監(jiān)控和分析等方面得到了提高，進(jìn)而有利于發(fā)現(xiàn)用戶供電的問題與規(guī)律，改善電能質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提高測量精度的基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)連接，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模塊包括依次連接的檢測電路、處理電路和抑制信號輸出電路，所述的檢測電路輸入端與磁平衡式互感器連接，所述的抑制信號輸出電路輸出端與磁平衡式互感器連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。

所述的磁平衡式互感器包括兩個，分別為第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的輸入端直接與電網(wǎng)連接，所述的第二磁平衡式互感器的輸入端通過電阻與電網(wǎng)連接，兩個磁平衡式互感器的輸出端均與檢測電路連接。

所述的檢測電路包括電流檢測電路和電壓檢測電路，所述的電流檢測電路與第一磁平衡式互感器連接，所述的電壓檢測電路與第二磁平衡式互感器連接。

每個磁平衡式互感器均包括三個繞組，分別為第一繞組、第二繞組和第三繞組，所述的第一繞組與電網(wǎng)連接，所述的第二繞組與檢測電路連接，所述的第三繞組與抑制信號輸出電路連接。

所述的處理電路對電信號的處理，包括；計算得到電流、電壓、功率及功率因數(shù)值，并對采集的信號進(jìn)行FFT變換，計算出各次諧波含量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，無需添加外設(shè)AD轉(zhuǎn)換裝置，將磁平衡式互感器直接與DSP控制芯片互連；通過磁平衡式互感器與DSP控制芯片的低功耗、高運算精度以及實時快速數(shù)據(jù)處理能力，有效提高檢測精度的同時，實時監(jiān)測電能質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

電網(wǎng)中的信號電壓都是220V/380V電壓或是更高，利用現(xiàn)有的電子裝置進(jìn)行測量，較難進(jìn)行直接測量，可以利用繞組線圈感應(yīng)電流將電網(wǎng)信號變?yōu)榭蓽y的電流信號傳送到裝置中。本發(fā)明采用磁平衡式互感器。將電網(wǎng)信號接入到磁平衡式互感器的原邊線圈，通過產(chǎn)生的感應(yīng)電流接入到DSP芯片，完成對電流信號的檢測；將電網(wǎng)電壓信號通過串聯(lián)一個電阻R轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘柡?，同樣通過一個磁平衡式互感器可測得具體大小。

如圖1所示，本發(fā)明電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP模塊芯片3，所述的DSP芯片3包括依次連接的檢測電路、處理電路33和抑制信號輸出電路34，所述的檢測電路輸入端與磁平衡式互感器第二繞組連接，所述的抑制信號輸出電路輸出端與磁平衡式互感器第三繞組連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。

所述的磁平衡式互感器包括兩個，分別為第一磁平衡式互感器1和第二磁平衡式互感器2，所述的第一磁平衡式互感器1的輸入端直接與電網(wǎng)連接，所述的第二磁平衡式互感器2的輸入端通過電阻與電網(wǎng)連接，兩個磁平衡式互感器的輸出端均與檢測電路連接。

所述的檢測電路包括電流檢測電路31和電壓檢測電路32，所述的電流檢測電路31與第一磁平衡式互感器1連接，所述的電壓檢測電路32與第二磁平衡式互感器2連接。

每個磁平衡式互感器均包括三個繞組，分別為第一繞組、第二繞組和第三繞組，所述的第一繞組與電網(wǎng)連接，所述的第二繞組與檢測電路連接，所述的第三繞組與抑制信號輸出電路連接。