CN205067586U - 一种用于小水电的前端采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于小水电的前端采集装置，包括：装置信号输入端口、电流信号采集模块、电压信号采集模块、信号处理单元、AD转换电路、故障触发电路、单片机和后台管理模块。所述用于小水电的前端采集装置能有效地、实时地检测采集电路中三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、开关分合闸状态、开关储能状态等相关情况，并将检测采集数据传输给后台管理模块的。

Description

一种用于小水电的前端采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种信号采集装置，尤指一种用于小水电的前端采集装置。

背景技术

目前，电力系统中小水电接入配电网系统应用非常广泛。小水电资源的特点是主要分布在远离大电网的山区，所以它既是农村能源的重要组成部分，也是大电网的有力补充。每个小水电的接入位置固定，容量可调。其接入位置固定导致不能有效地对小水电进行合理并网控制。小水电的接入不可避免的造成馈线线路的潮流发生变化，从而造成诸如功率倒送、电压过高、继电保护不准确等问题的出现。而且由于每个小水电的容量不同，使得不同的接入点对馈线造成的影响不同。这些问题导致并网的容量不能被用户完全消耗掉，从而可能会造成并网过电压，影响原继电保护的执行力，产生成电压波形畸变等影响，使得过电压馈线所连设备发热损坏，造成家用电器不稳定运行，甚至损坏，从而给用户的生活、经济等带来很大程度的影响。

因此，有必要设计一种能有效地、实时地检测采集使用电路中三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、开关分合闸状态、开关储能状态等相关情况，并将检测采集数据传输给后台管理模块的用于小水电的前端采集装置，以克服上述问题。

实用新型内容

针对背景技术所面临的问题，本实用新型的目的在于提供一种能有效地、实时地检测采集使用电路中三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、开关分合闸状态、开关储能状态等相关情况，并将检测采集数据传输给后台管理模块的用于小水电的前端采集装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于小水电的前端采集装置，包括：装置信号输入端口、电流信号采集模块、电压信号采集模块、信号处理单元、AD转换电路、故障触发电路、单片机和后台管理模块；所述装置信号输入端口与所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块分别连接，所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块与所述信号处理单元分别连接，所述信号处理单元与所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别连接，所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别与所述单片机连接，所述单片机与所述后台管理模块连接。

进一步，所述电流信号采集模块包括三相电流合成电路，所述电压信号采集模块包括三相电压合成电路，所述三相电流合成电路将三相电流合成为零序电流，所述三相电压合成电路将三相电压合成为零序电压，所述三相电流合成电路、所述三相电压合成电路与所述信号处理单元分别连接，所述三相电流和所述三相电压与所述信号处理单元分别连接。

进一步，所述故障中断触发电路包括全波精密整流电路、信号放大、比较器和保护阈值；所述全波精密整流电路与所述信号放大连接，所述信号放大、所述保护阈值与所述比较器分别连接。

进一步，还包括LCD显示单元，所述LCD显示单元与所述单片机连接。

进一步，还包括装置电源及控制输入接口，所述装置电源及控制输入接口与所述单片机连接。

进一步，还包括电源处理模块，所述电源处理模块与所述装置电源及控制输入接口、所述单片机分别连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：所述用于小水电的前端采集装置能有效地、实时地检测采集使用电路中三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、开关分合闸状态、开关储能状态等相关情况，并将检测采集数据传输给后台管理模块的。

附图说明

图1为本实用新型用于小水电的前端采集装置的结构图；

图2为本实用新型故障中断触发电路的结构图；

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的用于小水电的前端采集装置包括：装置信号输入端口，电流信号采集模块、电压信号采集模块，信号处理单元，AD转换电路，故障触发电路，电源处理模块，装置电源及控制输入接口，单片机，LCD显示单元和后台管理模块；其中，所述电流信号采集模块包括三相电流合成电路、电压信号采集模块包括三相电压合成电路，所述故障中断触发电路包括全波精密整流电路、信号放大、比较器和保护阈值。

如图1和图2所示，所述装置信号输入端口与所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块分别连接，所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块与所述信号处理单元分别连接，所述信号处理单元与所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别连接，所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别与所述单片机连接，所述单片机与所述后台管理模块连接，所述三相电流合成电路、所述三相电压合成电路与所述信号处理单元分别连接，所述三相电流和所述三相电压与所述信号处理单元分别连接，所述LCD显示单元与所述单片机连接，所述装置电源及控制输入接口与所述单片机连接，所述电源处理模块与所述装置电源及控制输入接口、所述单片机分别连接，其中，所述故障中断触发电路中所述全波精密整流电路与所述信号放大连接，所述信号放大、所述保护阈值与所述比较器分别连接。

运行时，所述装置信号输入端口将信号通过所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块将信号传输给所述信号处理单元，其中，三相电流和三相电压直接与所述信号处理单元连接，能有效采集各相电流和电压的信息，同时也采集了零序电流和零序电压，大大提高了信号检测的精度，实现线路电流电压和功率等参数的高度采集，所述装置信号输入端口也能将开关状态信号直接传输给所述信号处理单元，当传输信号无故障时，就直接将采集信号经过所述AD转换电路传给所述单片机进行处理，当传输信号有故障时，就经由所述故障中断触发电路传输给所述单片机；同时，所述装置电源及控制输入接口采集的信号直接传输给所述单片机，也会经过所述电源处理模块传输给所述单片机，所述单片机分两个通道，一个是和所述LCD显示单元之间进行串口通信，另一个是和所述后台管理模块进行无线通信，所述LCD显示单元通过与所述单片机进行串口数据传输，通过按键操作完成测量数据、参数等信息的显示和设定，便于装置现场维护。

所述用于小水电的前端采集装置可实现相间短路故障、单相接地故障检测、保护参数设置功能；当电路发生相间短路故障时，所述故障中断触发电路中短路信号经过所述全波精密整流、所述信号放大后，与用户设置的所述保护阈值经过所述比较器进行比较，当检测到短路信号大于所述保护阈值所设置的值时，产生相间短路中断信号给所述单片机；当电路发生单相接地故障时，所述故障中断触发电路中零序电压信号经过所述全波精密整流、所述信号放大后，与所述保护阈值设定的零序电压阈值进行比较，检测到零序电压信号大于零序电压值时，产生单相接地中断信号传给所述单片机；所述单片机根据具体中断信号类型，准确判断出故障原因，并向所述后台管理模块发送相应故障信息，对电流电压进行同步采样，大大提高信号测量精度，实现线路电流电压和功率等参数的高精度采集，方便用户根据所述后台管理模块对配网线路进行管理。

综上所述，本实用新型有下列有益效果：

(1)三相电流和三相电压直接与所述信号处理单元连接，能有效采集各相电流和电压的信息，同时也采集了零序电流和零序电压，大大提高了信号检测的精度，实现线路电流电压和功率等参数的高度采集；

(2)所述用于小水电的前端采集装置可实现相间短路故障、单相接地故障检测、保护参数设置功能；

(3)所述用于小水电的前端采集装置可实时测量三相电流、相电压、线电压、零序电流、零序电压、开关分合闸状态、开关储能状态等，并把核心信息定时主动上传给所述后台管理模块；

(4)线路发生故障时，所述用于小水电的前端采集装置监测采集故障电流电压，并将零序电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、故障发生时间等主动上报给后台软件；

以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的专利范围内。

Claims (6)

1.一种用于小水电的前端采集装置，其特征在于，包括：装置信号输入端口、电流信号采集模块、电压信号采集模块、信号处理单元、AD转换电路、故障触发电路、单片机和后台管理模块；所述装置信号输入端口与所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块分别连接，所述电流信号采集模块、所述电压信号采集模块与所述信号处理单元分别连接，所述信号处理单元与所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别连接，所述AD转换电路、所述故障中断触发电路分别与所述单片机连接，所述单片机与所述后台管理模块连接。

2.如权利要求1所述的用于小水电的前端采集装置，其特征在于：所述电流信号采集模块包括三相电流合成电路，所述电压信号采集模块包括三相电压合成电路，所述三相电流合成电路将三相电流合成为零序电流，所述三相电压合成电路将三相电压合成为零序电压，所述三相电流合成电路、所述三相电压合成电路与所述信号处理单元分别连接，所述三相电流和所述三相电压与所述信号处理单元分别连接。

3.如权利要求1所述的用于小水电的前端采集装置，其特征在于：所述故障中断触发电路包括全波精密整流电路、信号放大、比较器和保护阈值；所述全波精密整流电路与所述信号放大连接，所述信号放大、所述保护阈值与所述比较器分别连接。

4.如权利要求1所述的用于小水电的前端采集装置，其特征在于：还包括LCD显示单元，所述LCD显示单元与所述单片机连接。

5.如权利要求1所述的用于小水电的前端采集装置，其特征在于：还包括装置电源及控制输入接口，所述装置电源及控制输入接口与所述单片机连接。

6.如权利要求5所述的用于小水电的前端采集装置，其特征在于：还包括电源处理模块，所述电源处理模块与所述装置电源及控制输入接口、所述单片机分别连接。