CN203658454U - 一种电能质量扰动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能质量扰动检测装置，包括电压传感器、DSP处理器，所述DSP处理器连接有电源模块、数据存储模块、键盘显示模块，所述电压传感器与DSP处理器之间接有模拟信号调理电路；所述模拟信号调理电路包括分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路、过零检测电路；所述分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路依次连接，所述过零检测电路输入端接入所述滤波电路和电压跟随电路之间，所述过零检测电路输出端、求和电路输出端均接入所述DSP处理器。本实用新型可以消除所采集信号中的干扰，提高了采样精度，从而提高电能质量扰动检测的准确性。

Description

一种电能质量扰动检测装置

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测技术领域,特别是一种电能质量扰动检测装置。 

背景技术

随着工业技术的飞速发展,诸如炼钢电弧炉、电气化铁路、电力电子装置等大量非线性、冲击性和不平衡负荷在电力系统中的投入使用,导致电网的电压波形发生畸变，引起诸如电压波动和闪变、三相不平衡以及谐波等电能质量问题,对供电电能质量造成严重的污染。而基于计算机和微处理器的管理、分析、检测、控制的用电设备在电力负荷中占的比例大幅增加,又对供电质量提出了更高的要求。因此,供电部门和电力用户对电能质量的关心程度与日俱增,实时和准确地对影响电网电能质量扰动信号进行检测与识别是电能质量改善的关键，也是制定提高电能质量措施的重要依据。

申请号为201020162886.7的实用新型提供了一种电能质量扰动信号检测装置，该装置利用MAX125芯片对采集的数据进行模数转换，没有设置模拟信号调理电路，不能很好地消除干扰，采用精确性不高，影响电能质量扰动检测结果。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电能质量扰动检测装置，消除所采集数据中的干扰，提高采样精确性，从而提高电能质量扰动检测的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种电能质量扰动检测装置，包括电压传感器、DSP处理器，所述DSP处理器连接有电源模块、数据存储模块、键盘显示模块，其特征在于，所述电压传感器与DSP处理器之间接有模拟信号调理电路；所述模拟信号调理电路包括分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路、过零检测电路；所述分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路依次连接，所述过零检测电路输入端接入所述滤波电路和电压跟随器之间，所述过零检测电路输出端和求和电路输出端均接入所述DSP处理器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型在电压传感器与DSP处理器之间增加了模拟信号调理电路，模拟信号调理电路可以消除所采集信号中的干扰，提高了采样精度，从而提高电能质量扰动检测的准确性；本实用新型的模拟信号调理电路结构简单，易于实现；本实用新型的装置实用性强，可靠性高，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图；

图2为本实用新型一实施例模拟信号调理电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一实施例包括霍尔电压传感器、DSP处理器，所述DSP处理器连接有电源模块、数据存储模块、键盘显示模块，所述霍尔电压传感器与DSP处理器之间接有模拟信号调理电路；DSP处理器接有用于远程通信的通信模块。霍尔电压传感器把强电信号转换成弱电信号输入到模拟调理电路，经模拟信号调理电路初步处理的信号通过DSP处理器进行A/D转换，然后对采样数据进行读取和处理工作。DSP处理器的电源输入端与电源模块连接，I/O接口与键盘显示模块、数据存储模块连接。

如图2所示，本实施例的模拟信号调理电路包括分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路、过零检测电路。

分压保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、电位器R3，第二电阻R2和电位器R3串联后接地，第一电阻R1与所述第二电阻R2、电位器R3组成的串联支路并联。电位器R3用来调节输入电压信号的大小。

滤波电路为RC滤波电路，该RC滤波包括图2中的第四电阻R4和滤波电容C1。

求和电路包括两个运算放大器U1C、U1D、+15V求和电源，第一运算放大器U1C的负输入端通过第五电阻R5与所述电压跟随器U1A输出端连接，第一运算放大器U1C的正输入端接地，第一运算放大器U1C的输出端与第一运算放大器U1C的负输入端之间通过第六电阻R6连接；第一运算放大器U1C的输出端通过第八电阻R8接入第二运算放大器U1D的正输入端，第二运算放大器U1D的负输入端通过第七电阻R7接地，+15V求和电源通过第九电阻R9接入第八电阻R8与第二运算放大器U1D的正输入端之间，第二运算放大器U1D的正输入端与第二运算放大器U1D的输出端之间通过第十电阻R10连接。

限幅电路包括两个串联的二极管D1、D2，第二运算放大器U1D的输出端接入两个串联的二极管D1、D2之间，第一二极管D1阴极与+3.3V电源连接，第二二极管阳极D2接地，第二二极管D2与去耦电容C2并联。限幅电路用来保证输入电压在0-3.3V之间，保护DSP处理器。去耦电容C2用来提高采样精度。

过零检测电路包括比较器U1B和反施密特触发器UA，比较器U1B与反施密特触发器UA通过滤波支路连接，滤波支路为由电阻R11和电容C3组成的RC滤波支路，电容C3与稳压二极管D3并联。稳压二极管D3起稳压限幅作用。

U1A、U1C、U1D、U1B型号均为LM324N；反施密特触发器UA型号为MM74HC14N，主要用来提高捕获精度。

电压跟随器U1A主要是为了增加负载的驱动能力；DSP的A/D转换引脚只能接受0-3.3V的电压信号, U1C和U1D组成的求和电路将输入信号中心点电压提升1.5V，使输入信号提升至0-3.3V之间，然后通过D1,D2组成的限幅电路，确保电压在0-3.3V之间，最后送入DSP。

本实用新型DSP处理器采用型号为美国TI 公司的定点32 位DSP 芯片TMS320F2812，霍尔电压传感器采用HNV025A，输入额定电流为                                               

，额定输出电流为

，电源电压

,精度为

，相应时间小于

，绝缘电压可达。

使用本实用新型装置时，首先将输入的电网电压信号通过霍尔电压传感器转换为成比例的电压信号，模拟信号调理电路与霍尔电压传感器二次侧连接，用来消除干扰和对提取信号进行采样，将电压信号线性转换为0-3.3V的电压信号，然后与DSP处理器的数据总线相连，将初步处理的信号通过DSP处理器进行A/D转换，并对采样数据进行读取和处理工作。DSP处理器对采集到的数据进行分析，如果检测到电能质量扰动事件，将扰动数据存入存储模块，以便以后离线分析和历史数据查询，同时，在键盘显示模块显示扰动数据产生的波形。 

Claims (7)

1.一种电能质量扰动检测装置，包括电压传感器、DSP处理器，所述DSP处理器连接有电源模块、数据存储模块、键盘显示模块，其特征在于，所述电压传感器与DSP处理器之间接有模拟信号调理电路；所述模拟信号调理电路包括分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路、过零检测电路；所述分压保护电路、滤波电路、电压跟随器、求和电路、限幅电路依次连接，所述过零检测电路输入端接入所述滤波电路和电压跟随器之间，所述过零检测电路输出端和求和电路输出端均接入所述DSP处理器。

2. 根据权利要求1所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述分压保护电路包括第一电阻、第二电阻和电位器，所述第二电阻和电位器串联后接地，所述第一电阻与由所述第二电阻和电位器组成的串联支路并联。

3.根据权利要求1或2所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述滤波电路为RC滤波电路。

4.根据权利要求3所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述求和电路包括第一运算放大器、第二运算放大器和求和电源，第一运算放大器的负输入端通过第五电阻与所述电压跟随器输出端连接，所述第一运算放大器的正输入端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第一运算放大器的负输入端之间通过第六电阻连接；所述第一运算放大器的输出端通过第八电阻接入第二运算放大器的正输入端，所述第二运算放大器的负输入端通过第七电阻接地，所述求和电源通过第九电阻接入所述第八电阻与所述第二运算放大器的正输入端之间，所述第二运算放大器的正输入端与所述第二运算放大器的输出端之间通过第十电阻连接。

5.根据权利要求4所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述限幅电路包括两个串联的二极管，所述第二运算放大器的输出端接入所述两个串联的二极管之间，第一二极管与电源连接，第二二极管接地，所述第二二极管与去耦电容并联。

6.根据权利要求5所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述过零检测电路包括比较器和反施密特触发器，所述比较器与所述反施密特触发器通过滤波支路连接，所述滤波支路的电容与稳压二极管并联。

7.根据权利要求6所述的电能质量扰动检测装置，其特征在于，所述DSP处理器接有通信模块。

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