[發明專利]一種用于臺區拓撲識別的差分轉單端采樣裝置及方法

在審

• 申請號: 202010855590.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112379162A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 劉宣;唐悅;鄭國權;李然;阿遼沙·葉;竇健;盧繼哲
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10;G01R19/25;G01R1/30
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

1.一種用于臺區拓撲識別的差分轉單端采樣裝置，所述裝置包括：

采樣電路，所述采樣電路采集電壓/電流的二次采樣信號，并將所述二次采樣信號轉換為正負差分信號，并對正負差分信號進行差分，獲取兩路差分信號，一路差分信號作為計量差分信號，且對計量差分信號進行計量，另一路差分信號作為拓撲差分信號，對拓撲差分信號進行一階濾波后，進行反向放大及加直流正偏電壓信號處理，處理完成后進行抬升和二次反向放大處理，輸出為正且波形不變的單端信號；

運放參考電源，所述運放參考電源，為所述拓撲差分信號加直流正偏電壓信號；

MCU接入接口，所述MCU接入接口通過MCU接入接口的AD采樣引腳接入單端信號，并對單端信號進行輸出，輸出至目標單位。

2.根據權利要求1所述的裝置，所述采樣電路包括：電流前端交采電路，電壓前端交采電路、采樣電阻、計量芯片、一階濾波電路、電流拓撲識別運放電路和電壓拓撲識別運放電路；

所述電流前端交采電路，采集電流的二次采樣信號；

所述電壓前端交采電路，采集電壓的二次采樣信號；

所述采樣電阻，所述采樣電阻采集正負差分信號并對正負差分信號進行差分，獲取兩路差分信號；

所述計量芯片，所述計量芯片對計量差分信號進行計量；

所述一階濾波電路，所述一階濾波電路對拓撲差分信號進行一階濾波；

所述電流拓撲識別運放電路和電壓拓撲識別運放電路，對一階濾波后的拓撲差分信號進行反向放大及加直流正偏電壓信號處理，處理完成后進行抬升和二次反向放大處理，輸出為正且波形不變的單端信號。

3.根據權利要求1所述的裝置，所述計量差分信號和拓撲差分信號，分別包括：電壓及電流的計量差分信號，和電壓及電流的拓撲差分信號。

4.根據權利要求2所述的裝置，所述計量芯片，內部集成了7路19位A/D轉換器，電壓取值范圍為±700mV，電流通道有效值在0.1mV至500mV的范圍內。

5.根據權利要求1所述的裝置，所述運放電路，包括至少5個單運放通道，其中，1個運放通道傳輸信號，3個單運放通道完成3路電壓或者3路電流的差分信號轉單端信號，1個單運放通道作為電壓跟隨器給直流配置電壓供電。

6.根據權利要去1所述的裝置，所述采集電壓/電流的二次采樣信號采用電壓互感器PT隔離方式進行采集。

7.根據權利要求1所述的裝置，所述MCU接入接口輸出端串聯1個阻值至少10歐的電阻，輸出阻抗不大于10歐。

8.根據權利要求5所述的裝置，所述單運放通道包括負端和正端，負端做反向放大，正端加直流正偏電壓。

9.根據權利要求1所述的裝置，所述單端信號的輸出范圍為0～3.3V。

10.一種用于臺區拓撲識別的差分轉單端采樣方法，所述方法包括：

采集電壓/電流的二次采樣信號，并將所述二次采樣信號轉換為正負差分信號，并對正負差分信號進行差分，獲取兩路差分信號；

將一路差分信號作為計量差分信號，且對計量差分信號進行計量；

將另一路差分信號作為拓撲差分信號，對拓撲差分信號進行一階濾波后，進行反向放大及加直流正偏電壓信號處理；

處理完成后進行抬升和二次反向放大處理，輸出為正且波形不變的單端信號；

通過AD采樣引腳接入單端信號，并對單端信號進行輸出，輸出至目標單位。