CN112379162A - 一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法 - Google Patents

一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法 Download PDF

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CN112379162A CN202010855590.1A CN202010855590A CN112379162A CN 112379162 A CN112379162 A CN 112379162A CN 202010855590 A CN202010855590 A CN 202010855590A CN 112379162 A CN112379162 A CN 112379162A
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李然
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Abstract

本发明公开了一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法，属于电力低压配电网台区拓扑识别技术领域。本发明装置，包括：采样电路，所述采样电路输出为正且波形不变的单端信号；运放参考电源，所述运放参考电源，为所述拓扑差分信号加直流正偏电压信号；MCU接入接口，所述MCU接入接口通过MCU接入接口的AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。本发明通过差分信号在输出端做了抬升处理，进入运放的信号为正，所以运放不需要负电源支持，则电路相应减少了负电源的器件，且同一路分别实现了交采计量、拓扑识别双功能。

Description

一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法
技术领域
本发明涉及电力低压配电网台区拓扑识别技术领域，并且更具体地，涉及一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置及方法。
背景技术
随着国家电网公司对低压配电网全景感知的精细化管理要求的日益严格和电网公司要求全面完善低压台区管理，在现有台区内加装带有拓扑识别、发送的装置，实现拓扑结构实时、准确上报，实现“变-线-分支-表箱- 户表”拓扑关系全识别、全贯通，是现阶段和未来一段时间低压配电网的重点发展方向。
目前，现有的台区内的三级结构“变压器侧-分支侧-表箱侧”等不同区域位置安装的节点设备均具有一个共同的特征；即既有交采功能，又有拓扑识别功能。这就要求硬件对于两种功能都必须支持。现有的硬件对这部分的设计主要是采用前端采样共用，后端信号处理分开的方式实现的，即前端互感器共用，信号进入装置后，分成交采信号电路和拓扑识别电路两个部分处理。而由于交采信号电路主芯片和拓扑识别电路主芯片在功能上的侧重点不同，选择上就会不同，从而导致两者的信号处理电路不一致，进而会增加一些辅助的电源和运放处理部分。造成电路设计上的冗余。由于现有台区设备对体积和成本要求的越来越严格，迫使我们需要对现有的电路做出改进，在产品功能性的同时降低产品成本、减小产品体积，提高竞争力。
现阶段的台区产品如线路监测终端、小型分路交采单元、表箱监测终端、模组化终端、智能融合终端等，均配备有计量采样功能和拓扑识别功能。这两种功能的实现目前是通过计量采样电路和MCU采样电路两个功能模块来实现的；即外部电压、电流的二次采样信号转为标准的正负差分信号后，一分为二，1路给MCU的采样输入，实现拓扑识别功能，1路给计量芯片的采样输入，实现计量数据监测功能。由于现有的主流的MCU 的AD输入引脚绝大部分都是单端输入，不支持差分输入，要实现以上功能就必须选用带差分输入的高性能MCU,否则需要把这一路的差分信号转为单端信号再进AD，差分信号转单端信号是通过双电源运放实现的，且必须经过两级运放实现，否则信号输入端的电压会发生变化，导致另一路的计量信号出错，通常的处理方法是第一级运放用来实现差分信号的反向放大，第二级实现信号的抬升，再放大，由于第一级和第二级的高阻抗作用。使得第一级输入信号不受影响。这种设计的局限性时电路较为繁琐，如果是多路电压、电流采样(分支监测环境下)，会增加电路复杂度。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置，包括：
采样电路，所述采样电路采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号，一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量，另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
运放参考电源，所述运放参考电源，为所述拓扑差分信号加直流正偏电压信号；
MCU接入接口，所述MCU接入接口通过MCU接入接口的AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
可选的，采样电路包括：电流前端交采电路，电压前端交采电路、采样电阻、计量芯片、一阶滤波电路、电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路；
电流前端交采电路，采集电流的二次采样信号；
电压前端交采电路，采集电压的二次采样信号；
采样电阻，所述采样电阻采集正负差分信号并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
计量芯片，所述计量芯片对计量差分信号进行计量；
一阶滤波电路，所述一阶滤波电路对拓扑差分信号进行一阶滤波；
电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路，对一阶滤波后的拓扑差分信号进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号。
可选的，计量差分信号和拓扑差分信号，分别包括：电压及电流的计量差分信号，和电压及电流的拓扑差分信号。
可选的，计量芯片，内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内。
可选的，运放电路，包括至少5个单运放通道，其中，1个运放通道传输信号，3个单运放通道完成3路电压或者3路电流的差分信号转单端信号，1个单运放通道作为电压跟随器给直流配置电压供电。
可选的，采集电压/电流的二次采样信号采用电压互感器PT隔离方式进行采集。
可选的，MCU接入接口输出端串联1个阻值至少10欧的电阻，输出阻抗不大于10欧。
可选的，单运放通道包括负端和正端，负端做反向放大，正端加直流正偏电压。
可选的，单端信号的输出范围为0～3.3V。
本发明还提出了一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样方法，包括：
采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
将一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量；
将另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理；
处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
通过AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
本发明通过差分信号在输出端做了抬升处理，进入运放的信号为正，所以运放不需要负电源支持，则电路相应减少了负电源的器件，且同一路分别实现了交采计量、拓扑识别双功能。
附图说明
图1为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置结构图；
图2为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电流前端交采电路原理图；
图3为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电流前端交采电路采样电阻原理图；
图4为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电流前端交采电路运放电路原理图；
图5为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电压前端交采电路原理图；
图6为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电压前端交采电路采样电阻原理图；
图7为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置实施例电压前端交采电路运放电路原理图；
图8为本发明一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置，如图1 所示，包括：
采样电路，所述采样电路采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号，一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量，另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
运放参考电源，所述运放参考电源，为所述拓扑差分信号加直流正偏电压信号；
MCU接入接口，所述MCU接入接口通过MCU接入接口的AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
采样电路包括：电流前端交采电路，电压前端交采电路、采样电阻、计量芯片、一阶滤波电路、电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路；
电流前端交采电路，采集电流的二次采样信号；
电压前端交采电路，采集电压的二次采样信号；
采样电阻，所述采样电阻采集正负差分信号并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
计量芯片，所述计量芯片对计量差分信号进行计量；
一阶滤波电路，所述一阶滤波电路对拓扑差分信号进行一阶滤波；
电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路，对一阶滤波后的拓扑差分信号进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号。
计量差分信号和拓扑差分信号，分别包括：电压及电流的计量差分信号，和电压及电流的拓扑差分信号。
计量芯片，内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内。
运放电路，包括至少5个单运放通道，其中，1个运放通道传输信号， 3个单运放通道完成3路电压或者3路电流的差分信号转单端信号，1个单运放通道作为电压跟随器给直流配置电压供电。
采集电压/电流的二次采样信号采用电压互感器PT隔离方式进行采集。
MCU接入接口输出端串联1个阻值至少10欧的电阻，输出阻抗不大于10欧。
可选的，单运放通道包括负端和正端，负端做反向放大，正端加直流正偏电压。
单端信号的输出范围为0～3.3V。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
电流前端交采电路，原理如图2、3和4所示，IA+、IA-为外部电流互感器的二次侧采样差分信号，R122、R125为采样电阻，R121+C52和R130+C58为一阶低通滤波电路，V28、V29为双向顺变抑制器。
电压前端交采电路，原理如图5、6和7所示，VA1+、VA1-为电压电流互感器的二次侧采样差分信号，R31、R36为采样电阻，R30+C16和 R39+C19为一阶低通滤波电路，V4、V5为双向顺变抑制器。
电流拓扑识别运放电路，包括：运放SGM8270的单通道D40A、反向输入电阻R126、R123、抗混叠电容C53、正向输入电阻R131、直流偏置电阻R133、单端信号输出匹配电阻R128组成电流拓扑识别运放电路部分。
电压拓扑识别运放电路，包括：运放SGM8270的单通道D41A、反向输入电阻R127、R124、抗混叠电容C54、正向输入电阻R132、直流偏置电阻R134、单端信号输出匹配电阻R129组成电压拓扑识别运放电路部分。
运放参考电源，包括：运放SGM8270的单通道D40D、分压电阻R825、 R820组成电压跟随电路，提高直流偏置电压Vref_U1的电流输出能力。运放SGM8270的单通道D41D、分压电阻R827、R826组成电压跟随电路，提高直流偏置电压Vref_U2的电流输出能力。
MCU的接入接口，包括：电流、电压的拓扑识别运放电路的输出阻抗可近似为0，输出端串联1个10欧电阻，所以输出阻抗可近似为10欧，通常MCU的12位的ADC输入口要求输入阻抗不大于几十欧，符合要求。
交采电流输入采样电阻取值的确定：
差分交采电流信号经采样电阻转换成差分电压信号后的幅值必须要在计量芯片的输入范围内，通常的计量芯片的内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内线性误差小于0.1％；
电压通道有效值在0.2mV至500mV的范围内线性误差小于0.1％；电压有效值取值在0.2V到0.5V(放大后的电压值，建议电压取样信号为0.1V，电压通道的放大倍数选2倍)，电流取值在0.2mV至500mV，电能线性误差小于0.1％；
而终端要求外置电流互感器额定二次侧电流为100mA，一次侧电流要求为125A、160A、250A、400A、600A,因此最大额定变比为6000:1，考虑额定电流的1.2倍，最大电流检测值为700A，对应的额定二次电流为 120mA；
所以，电流互感器CT二次侧额定电流最大值为120/0.707＝169.7mA，按计量芯片电压最大采样峰值700mV计算，则采样电阻值最大为 700/120*0.707＝4.124Ω，考虑差分输入采样，则单个电阻最大值为2.062Ω，取2Ω的高精度柱状电阻。
拓扑识别电流输入运放电路电阻取值的确定：
前端的电流采样信号转换成差分信号后，一分为二，分别引入计量芯片和运放，交采电流差分信号接运放的反向输出端和正向输入端，反向信号输入电阻为10K，反向信号放大电阻为20K，正向信号输入电阻为10K, 直流偏置信号输入电阻为20K，并联1个抗混叠电容100pf，直流偏置电压取1.65V。
交采电压输入采样电阻取值的确定：
交采电压采样采用电压互感器PT隔离方式，电压互感器规格选用 2mA/2mA 0.1级10mA，为保证计量程序基本不改动，交采电压前端采样电路采用现有末端感知终端使用的成熟电路，电路参数计算如下：
PT初级采样电流I＝380V/265k＝1.44mA(考虑1.732倍过电压)，采样电阻选30Ω，则差分采样电压为：±43.2*2＝±86.4mV。
拓扑识别电压输入运放电路电阻取的确定：
前端的电压采样信号转换成差分信号后，一分为二，交采电压信号引入计量芯片，拓扑识别电压差分信号进入运放，分别接运放的反向输出端和正向输入端，反向信号输入电阻为20K，反向信号放大电阻为300K，正向信号输入电阻为20K,直流偏置信号输入电阻为300K，抗混叠电容100pf，直流偏置电压取1.65V。运放输出信号引入MCU的AD引脚，MCU的信号输入范围是0～3.3V，因此单端信号必须限制在此范围内，进入运放前的差分信号范围我们可以得到：±0～86Mv(电压差分信号相减的绝对值)；
本发明在不减弱功能的基础上，改善了通常的拓扑识别和交采运放的电路设计，不需要采用具备差分输出功能的MCU，同时减少了50％的运放芯片的使用量及附属电路，同时去掉了负电源的设计，用单个运放来实现差分信号转换成单端的双采样信号，用单电源的单运放实现对差分信号的无缺损放大，同时不改变前端信号的幅值特性，用一个运放和单电源就能实现计量采样和拓扑识别双采样的功能。
本发明中运放电路主要由SGM8270 4通道运放组成，一个SGM82704 可以完成3路电压或者3路电流的差分转单端，剩余1路运放正好可以做电压跟随器给直流配置电压供电，这样总体上比之前的常规电路可减少1 片SGM8270 4通道运放及其附属电路。
台区监测终端要求外置电流互感器额定二次侧电流为100mA，一次侧电流要求为125A、160A、250A、400A、600A，因此最大额定变比为6000:1, 考虑额定电流的1.2倍，最大电流检测值为700A，对应的额定二次电流为 120mA；
HT7022E内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内线性误差小于0.1％，电压通道有效值在0.2mV至500mV的范围内线性误差小于0.1％；电压有效值取值在0.2V到0.5V(放大后的电压值，建议电压取样信号为0.1V，电压通道的放大倍数选2倍)，电流取值在0.2mV至500mV，电能线性误差小于0.1％；
主控芯片ADC转换器采样电压取值为0-VREF+,这里我们VREF+直接与主控电源3.3V连接，即采样范围为0～3.3V；
电流互感器CT二次侧额定电流一般指有效值，如电流二次侧采样最大值为120mA,则最大值为120/0.707＝169.7mA,按HT7022E电压最大采样峰值700mV计算，则采样电阻值最大为700/120*0.707＝4.124Ω，考虑差分输入采样，则单个电阻最大值为2.062Ω，现有PDM已有2Ω的高精度柱状电阻，规格为：MELF0204-1/6W-2Ω±0.5％25ppm/℃，该电阻在集中器、负控和配变终端均有使用，因此差分输入采样电阻选择2Ω高精度柱状电阻；
考虑差分输入，按额定二次电流最大有效值为120mA计算，采样电压有效值为120*4＝±480mV，计量芯片推荐的电流通道有效值取值在0.2mV 至500mV范围内，满足要求，其他一阶滤波电路和双向顺变抑制器的取值和选型按终端常规计量方案处理；
参数选择的理论依据：
运放输出信号引入MCU的AD引脚，MCU的信号输入范围是0～ 3.3V，因此单端信号必须限制在此范围内，进入运放前的差分信号范围我们可以得到：±0～480mV；
根据虚断理论，正反向通道的电流如图中上下箭头流经方向，不进入运放；根据虚短理论运放的正负输入端电压相等；则可以列出下式；
U+＝U- (1)
Figure RE-GDA0002887773230000101
Figure RE-GDA0002887773230000102
联立后，可推出Uout＝2(Ui2-Ui1)+1.65 (4)
Figure RE-GDA0002887773230000103
根据已知条件Ui2-Ui1的输入范围是±0.48V，所以Uout＝0.69V～ 2.61V符合要求。
根据已知条件Ui2的输入范围是±0.24V，所以Ui2＝0.39V～0.71V。
对计量采样信号影响的分析：
计及运放电路对计量采样信号的影响，主要是检测加入了直流偏置信号后是否对对前端计量信号造成影响。
根据电阻分压原理，叠加在U1上的
Figure RE-GDA0002887773230000104
Figure RE-GDA0002887773230000105
符合要求。
运放输出信号引入MCU的AD引脚，MCU的信号输入范围是0～ 3.3V，因此单端信号必须限制在此范围内，进入运放前的差分信号范围我们可以得到：±0～86Mv(电压差分信号相减的绝对值)；
根据虚断理论，正反向通道的电流如图中上下箭头流经方向，不进入运放；根据虚短理论运放的正负输入端电压相等；则可以列出下式；
U+＝U- (1)
Figure RE-GDA0002887773230000111
Figure RE-GDA0002887773230000112
联立后，可推出Uout＝15(Ui2-Ui1)+1.65 (4)
Figure RE-GDA0002887773230000113
根据已知条件Ui2-Ui1的输入范围是±0.086V(根据采样电压为：± 43.2mV，正负差分信号相减绝对值为0.086V)，所以Uout＝0.36V～2.94V 符合要求。
根据已知条件Ui2的输入范围是±0.043V，所以Ui2＝0.063V～0.143V 对计量采样信号影响的分析：
计及运放电路对计量采样信号的影响，主要是检测加入了直流偏置信号后是否对对前端计量信号造成影响。
根据电阻分压原理，叠加在U1上的
Figure RE-GDA0002887773230000114
Figure RE-GDA0002887773230000115
符合要求。
电流采样口前端输入信号、去交采计量、去运放前端的信号、运放后端输出到MCU的AD口的信号比较；
用AFG3252信号发生器输出幅值为±240mV的差分信号，用来模拟 120mA的最大电流输入信号；
通道1、通道2分别为进入电流采样端的正负差分信号(共地)，正负的幅值差为480mV。两者相减的最大值为-480-480＝-960mV；
去交采计量、去运放前端的信号的信号没有受到影响，幅值和前端信号保持一致。
通道2为运放后端输出到MCU的AD口的电流信号，信号幅值，最大2.54V,最小0.62V,正负幅值差1.92V直流偏置0.62+1.92/2＝1.58V,实测值 1.6V,基本一致，1.92/0.96＝2，正好相差2倍。这和理论设计的放大倍数相符。
用AFG3252信号发生器输出幅值为±240mV的差分信号，用来模拟±240mV的电压输入信号，电压运放的放大倍数为3倍；
通道1、通道2分别为进入电压采样端的正负差分信号(共地)，正负的幅值差为480mV。两者相减的最大值为-480-480＝-960mV。
去交采计量、去运放前端的信号的信号没有受到影响，幅值和前端信号保持一致。
通道2为运放后端输出到MCU的AD口的电压信号，信号幅值，最大2.98V,最小0.02V,正负幅值差2.96V，直流偏置0.62+1.92/2＝1.58V,实测值1.6V,基本一致，2.96/0.96＝3.1，考虑到测量误差，这和理论设计的3倍放大倍数相符。
本发明还提出了一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样方法，如图 8所示，包括：
采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
将一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量；
将另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理；
处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
通过AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样装置，所述装置包括：
采样电路，所述采样电路采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号，一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量，另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
运放参考电源，所述运放参考电源，为所述拓扑差分信号加直流正偏电压信号；
MCU接入接口，所述MCU接入接口通过MCU接入接口的AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
2.根据权利要求1所述的装置，所述采样电路包括：电流前端交采电路，电压前端交采电路、采样电阻、计量芯片、一阶滤波电路、电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路；
所述电流前端交采电路，采集电流的二次采样信号；
所述电压前端交采电路，采集电压的二次采样信号；
所述采样电阻，所述采样电阻采集正负差分信号并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
所述计量芯片，所述计量芯片对计量差分信号进行计量；
所述一阶滤波电路，所述一阶滤波电路对拓扑差分信号进行一阶滤波；
所述电流拓扑识别运放电路和电压拓扑识别运放电路，对一阶滤波后的拓扑差分信号进行反向放大及加直流正偏电压信号处理，处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号。
3.根据权利要求1所述的装置，所述计量差分信号和拓扑差分信号，分别包括：电压及电流的计量差分信号，和电压及电流的拓扑差分信号。
4.根据权利要求2所述的装置，所述计量芯片，内部集成了7路19位A/D转换器，电压取值范围为±700mV，电流通道有效值在0.1mV至500mV的范围内。
5.根据权利要求1所述的装置，所述运放电路，包括至少5个单运放通道，其中，1个运放通道传输信号，3个单运放通道完成3路电压或者3路电流的差分信号转单端信号，1个单运放通道作为电压跟随器给直流配置电压供电。
6.根据权利要去1所述的装置，所述采集电压/电流的二次采样信号采用电压互感器PT隔离方式进行采集。
7.根据权利要求1所述的装置，所述MCU接入接口输出端串联1个阻值至少10欧的电阻，输出阻抗不大于10欧。
8.根据权利要求5所述的装置，所述单运放通道包括负端和正端，负端做反向放大，正端加直流正偏电压。
9.根据权利要求1所述的装置，所述单端信号的输出范围为0～3.3V。
10.一种用于台区拓扑识别的差分转单端采样方法，所述方法包括：
采集电压/电流的二次采样信号，并将所述二次采样信号转换为正负差分信号，并对正负差分信号进行差分，获取两路差分信号；
将一路差分信号作为计量差分信号，且对计量差分信号进行计量；
将另一路差分信号作为拓扑差分信号，对拓扑差分信号进行一阶滤波后，进行反向放大及加直流正偏电压信号处理；
处理完成后进行抬升和二次反向放大处理，输出为正且波形不变的单端信号；
通过AD采样引脚接入单端信号，并对单端信号进行输出，输出至目标单位。
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