CN103033717A - 一种过采样配变终端 - Google Patents

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徐强
韩海舰
智建立
王飞
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Abstract

本发明涉及一种过采样配变终端，包括加载过采样算法软件的主控芯片，其信号输入端分别与用于采集三相电压、电流信号的计量芯片、用于采集断路器开关位置信号的开关信号输入电路的输出端相连，其信号输出端通过继电器与断路器相连，其信号输入输出端通过无线网络模块与主站通讯。本发明通过计量芯片对电压电流信号进行采集，极大的简化了电路设计，提高了电路的可靠性和一致性。通过主控芯片上加载的采样算法软件，分析出电气设备的电能质量数据，将这些数据传输到主站供用户分析，及时了解电气设备运行状况，及时发现电气设备故障，采取相应措施以提高电力设备的利用率，防止电气设备以及导线过载运行，提高了设备使用寿命、降低了线损。

Description

一种过采样配变终端
技术领域
本发明涉及低压配电网监控领域，尤其是一种过采样配变终端。
背景技术
传统的配变终端在采集电压电流信号时，往往需要将采样的电流电压信号经过采样保持电路、滤波电路、比例放大电路，然后经过AD采样，将模拟信号转换成数字信号，存在采样电路复杂、价格高、一致性较差的缺点。同时，需要高精度的时间定时器，以固定的采样周期采集数据，当输入信号频率发生改变时，需要自动跟踪频率变化，调整采样周期，否则会造成数据频谱泄露，精度丢失。
最近几年出现的计量芯片，其集成了信号AD转换、频率计算、数字滤波、误差校正、能量积分等功能，极大简化了电路设计，提高了可靠性、一致性。同时，通过采用过采样算法，以高于一般采样频率的周期对数据进行采样，所采集数据包含了高频数据信号成分，当输入信号频率发生变化时，通过软件调整达到自动跟踪频率目的。目前，还没有出现类似利用计量芯片和过采样算法来监测电力系统的电能质量的配变终端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用计量芯片进行采样、电路简单、可靠性强，能够及时发现电气设备故障的过采样配变终端。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种过采样配变终端，包括加载过采样算法软件的主控芯片，其信号输入端分别与用于采集三相电压、电流信号的计量芯片、用于采集断路器开关位置信号的开关信号输入电路的输出端相连，其信号输出端通过继电器与断路器相连，其信号输入输出端通过无线网络模块与主站通讯。
所述的计量芯片的输入端分别与三相电流输入电路、三相电压输入电路的输出端相连。
所述的主控芯片的信号输入输出端分别与人机交互模块、红外接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、复位电路和存储电路相连；所述的主控芯片的信号输入端与直流输入电路的输出端相连，主控芯片的输出端分别与脉冲输出电路、无功补偿输出模块的输入端相连。
所述的无线网络模块为GPRS无线网络模块或CDMA无线网络模块。
所述的人机交互模块采用液晶触摸屏。
由上述技术方案可知，本发明通过计量芯片对电压电流信号进行采集，极大的简化了电路设计，提高了电路的可靠性和一致性。同时，通过主控芯片上加载的采样算法软件，分析出电气设备的电能质量数据，将这些数据传输到主站供用户分析，及时了解电气设备运行状况，及时发现电气设备故障，采取相应措施以提高电力设备的利用率，防止电气设备以及导线过载运行，提高了设备使用寿命、降低了线损。
附图说明
图1是本发明的电路框图。
具体实施方式
一种过采样配变终端，包括加载过采样算法软件的主控芯片1，其信号输入端分别与用于采集三相电压、电流信号的计量芯片4、用于采集断路器9开关位置信号的开关信号输入电路5的输出端相连，其信号输出端通过继电器8与断路器9相连，其信号输入输出端通过无线网络模块6与主站7通讯，所述的无线网络模块6为GPRS无线网络模块或CDMA无线网络模块，如图1所示。本发明具备电能质量监测、数据通讯功能。
如图1所示，所述的计量芯片4的输入端分别与三相电流输入电路2、三相电压输入电路3的输出端相连。所述的主控芯片1的信号输入输出端分别与人机交互模块、红外接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、复位电路和存储电路相连，所述的人机交互模块采用液晶触摸屏；所述的主控芯片1的信号输入端与直流输入电路的输出端相连，主控芯片1的输出端分别与脉冲输出电路、无功补偿输出模块的输入端相连。
通过计量芯片4实时采集电压电流信号，计量芯片4可采集一个周波内三相电压或三相电流80个点的原始数据，主控芯片1采用朗格朗日插值法，将数据转换成64点数据，通过64点FFT算法计算出其中负序、正序、零序分量，1～31各次电压电流谐波含量以及幅值，电压、电流三相不平衡度，电压电流有效值，通过过采样软件分析出其中的电力参数越限类故障以及装置接线类故障。当主控芯片1检测出以上故障现象时，通过无线网络模块6与主站7通讯，将数据上报到用户，供用户分析处理。
本发明可监测配电变压器、低压电气设备的电压、电流、功率、零序电流、功率因数、电流不平衡、电压不平衡等越限状况，防止配电变压器工作异常，提高电力设备的利用率，防止电气设备以及导线过载运行，提高了设备的使用寿命、降低了线损。
综上所述，本发明通过计量芯片4对电压电流信号进行采集，极大的简化了电路设计，提高了电路的可靠性和一致性。同时，通过主控芯片1上加载的采样算法软件，分析出电气设备的电能质量数据，将这些数据传输到主站7供用户分析，及时了解电气设备运行状况，及时发现电气设备故障，采取相应措施以提高电力设备的利用率，防止电气设备以及导线过载运行，提高了设备使用寿命、降低了线损。

Claims (5)

1.一种过采样配变终端，其特征在于：包括加载过采样算法软件的主控芯片（1），其信号输入端分别与用于采集三相电压、电流信号的计量芯片（4）、用于采集断路器（9）开关位置信号的开关信号输入电路（5）的输出端相连，其信号输出端通过继电器（8）与断路器（9）相连，其信号输入输出端通过无线网络模块（6）与主站（7）通讯。
2.根据权利要求1所述的过采样配变终端，其特征在于：所述的计量芯片（4）的输入端分别与三相电流输入电路（2）、三相电压输入电路（3）的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的过采样配变终端，其特征在于：所述的主控芯片（1）的信号输入输出端分别与人机交互模块、红外接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、复位电路和存储电路相连；所述的主控芯片（1）的信号输入端与直流输入电路的输出端相连，主控芯片（1）的输出端分别与脉冲输出电路、无功补偿输出模块的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的过采样配变终端，其特征在于：所述的无线网络模块（6）为GPRS无线网络模块或CDMA无线网络模块。
5.根据权利要求3所述的过采样配变终端，其特征在于：所述的人机交互模块采用液晶触摸屏。
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