CN201697964U - 电网负荷运行波形现场录波仪 - Google Patents

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罗孝龙
陈金玲
吴先强
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Abstract

本实用新型公开了一种电网负荷运行波形现场录波仪，该录波仪包括电流互感器、电压互感器、AD采集模块，还包括运算放大器、PC机，其中运算放大器与所述电压互感器组成了信号调理模块，电流互感器对现场电流信号进行检测，并将现场的电流信号转为小电压信号输入运算放大器进行放大，同时电压互感器将现场电压信号转为与AD采集模块相匹配的电压信号，AD采集模块与信号调理模块连接用于采集现场电流信号和电压信号，AD采集模块通过异步串口将采样到的数据实时发送给PC机，由PC机长时间实时记录存储电网实际波形。本实用新型支持海量存储，可以长时间录波，能对电网负荷波形的长时间实时监控。实现了对一个阶段内电网状态及电网负载特性进行全面分析。

Description

电网负荷运行波形现场录波仪
技术领域
本实用新型涉及一种电网负荷运行波形现场录波仪。
背景技术
目前对电网进行录波的设备，其主要组成部分包括电压电流互感设备，AD采集模块，MCU控制单元(如图3)，其功能主要都针对故障时录波，而缺乏长时间实时记录电网实际波形的设备；主流的电能质量监测设备只能提供谐波含量瞬时值与闪变、失压等的事件记录，无法对一个阶段内电网状态进行更全面的分析，特别是当前大容量非线性负载的大量使用，使得电网的供电电压和电流波形发生畸变，当这些负载投入使用时，电流冲击特性明显，变化迅速，如果不能同步对电压电流信号进行长时间采样，则无法对负载特性进行完整分析，进而在电能计量、电能质量监测等领域产生诸多问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种能够长时间同步采录电网电压电流信号波形的电网负荷运行波形现场录波仪。
为了实现所述目的，本实用新型提供的电网负荷运行波形现场录波仪，包括电流互感器、电压互感器、AD采集模块，还包括运算放大器、PC机，其中运算放大器与所述电压互感器组成了信号调理模块，电流互感器对现场电流信号进行检测，并将现场的电流信号转为小电压信号输入运算放大器进行放大，同时电压互感器将现场电压信号转为与AD采集模块相匹配的电压信号，AD采集模块与信号调理模块连接用于采集现场电流信号和电压信号，AD采集模块通过异步串口将采样到的数据实时发送给PC机，由PC机长时间实时记录存储电网实际波形。
由于所述PC机支持海量存储，可以长时间录波，从而实现对电网负荷波形的长时间实时监控。本实用新型通过对电网实际波形的长时间实时记录，实现了对一个阶段内电网状态及电网负载特性进行全面分析，从而在电能计量、电能质量监测等领域产生积极影响。本实用新型功能完整、性能优越，并通过各类电磁兼容测试，各技术参数稳定可靠，现场使用方便。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型所述信号调理模块的电路原理图；
图3是传统录波仪的原理框图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型电网负荷运行波形现场录波仪由电流互感器、电压互感器、运算放大器、AD采集模块、PC机组成，其中运算放大器与电压互感器组成了信号调理模块，图2是所述信号调理模块的电路原理图。如图2所示，电源部分电路先通过变压器将220V市电转变为低压，然后通过电源芯片78/7912将电压转变为正负12V，给精密仪用放大器INA114供电；现场电压信号则通过高精度电压互感器后被转换为小电压信号。运算放大器是所述信号调理模块的关键部分，这里以精密仪用放大器INA114为核心构建了运算放大器；INA114是一种精密仪用放大器，尺寸小、精度高、价格低廉，只需一个外部电阻就可以设置1至10000之间的任意增益值，内部输入保护能够长期耐受±40V，失调电压低(50μV)，漂移小(0.25μV/℃)，共模抑制比高(G＝1000时为50dB)；通过控制继电器RLY1/2/3，调节接入INA114的外部电阻RG，即可调节运算放大器的放大倍数，所述运算放大器提供10×与100×两个放大倍数供选择，对输入的电流通道的小信号进行放大。
电流互感器可根据现场非线性负载信号具体特征选择工作模式(频带较宽的场合或幅值较大的场合)；PC机可将接收到的AD采集模块的数据按指定的格式存储，存储格式包括了目前常用的所有格式，同时可通过异步串口设置AD采集模块的各项参数，如采样率、采样通道数等。
本实用新型的具体工作方式如下：现场电流信号通过电流互感器转换成小电压信号后输入运算放大器，运算放大器将接收到的小电压信号精密放大，将其转换成与AD采集模块相匹配的信号，AD采集模块对运算放大器输出的信号进行高速AD采样，并将采样数据发送给PC机进行存储和处理；同时现场电压信号通过电压互感器转换成与AD采集模块相匹配的小电压信号后，由AD采集模块对信号进行高速AD采样，并将采样数据发送到PC机进行存储和处理；所述PC机支持海量存储，可以长时间录波，从而实现对电网负荷波形的长时间实时监控。

Claims (1)

1.一种电网负荷运行波形现场录波仪，包括电流互感器、电压互感器、AD采集模块，其特征在于还包括运算放大器、PC机，其中运算放大器与所述电压互感器组成了信号调理模块，电流互感器对现场电流信号进行检测，并将现场的电流信号转为小电压信号输入运算放大器进行放大，同时电压互感器将现场电压信号转为与AD采集模块相匹配的电压信号，AD采集模块与信号调理模块连接用于采集现场电流信号和电压信号，AD采集模块通过异步串口将采样到的数据实时发送给PC机，由PC机长时间实时记录存储电网实际波形。
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