[实用新型]一种过电压监测用数据采集卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及高电压测试技术领域，更具体地说，涉及一种电网过电压波形采集装置。 

背景技术

电力系统的工作可靠性与其绝缘水平和过电压大小密切相关。运行经验表明，由过电压引起的事故在电力系统事故中占主导地位。因此对电网过电压进行在线监测，并根据其提供的监测数据,采取快速响应抑制措施，对保证电网安全运行具有重要意义。数据采集单元是过电压在线监测系统的核心部分之一，其精度和性能直接决定了整个监测系统的性能指标。电力系统中的过电压究其根本可分为内部过电压和外部过电压两大类型，内部过电压又可分为操作过电压和暂时过电压，外部过电压即大气过电压。电力系统中内、外过电压信号的波形形态和特征参量之间的差异非常大，外过电压波头陡、持续时间短而内过电压波头较缓、持续时间相对较长，这对采集卡的功能和性能提出了很高的要求。目前应用于电力系统的过电压监测系统中采集卡的采集频率一般为1～20kHz，很难满足记录电力系统外过电压的要求。电力系统大气过电压波头陡，等效频率高，实际工程中为了满足测量雷电过电压功能，要求采集卡采样频率一般要大于10MHz。而内过电压的持续时间较长，若以高速的采样频率完整采集内过电压信号会产生较大的数据量，对数据存储、传输、分析和保存 都会带来不便，同时也降低了监测系统的实时性。如何在较小容量的存储器条件下完整记录电网内、外过电压是过电压采集卡的主要技术难点。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有变频采样功能的采集卡，适合各种类型过电压的测量，可完整记录雷电过电压波形和长时间操作过电压波形。 

本实用新型上述技术问题这样解决，构造一种过电压监测用数据采集卡，其特征在于，包括用于实现时钟/时序控制、触发逻辑控制、A/D采样控制、数据存储、计算机命令译码功能的复杂可编程逻辑器件即CPLD控制单元，用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器ADC，用于保存采集数据的随机存取存储器RAM，用于将模拟信号转换为模数转换器ADC所要求输入信号的信号调理电路，所述数据采集卡还包括模拟信号输入通道、外触发信号输入通道和内部时钟。 

在本实用新型上述过电压监测用数据采集卡中，所述CPLD控制单元包括由外触发信号输入通道提供输入端而输出端通过采样时钟连接到所述数模转换电路ADC的触发控制逻辑、由内部时钟提供输入端的时钟/时序接口、与随机存取存储器RAM互为输入端和输出端的存储器接口以及与计算机总线互为输入端和输出端的总线接口。 

在本实用新型上述过电压监测用数据采集卡中，所述信号调理电路由所述输入通道提供输入端而输出端连接到所述数模转换电路ADC。 

在本实用新型上述过电压监测用数据采集卡中，所述数模转换电路ADC由所述信号调理电路提供输入端而输出端连接到所述随机存取存储器RAM。 

在本实用新型上述过电压监测用数据采集卡中，所述随机存取存储器RAM由所述数模转换电路ADC提供输入端而输出端通过数据连接到所述存储器接口。 

实施本实用新型的有益效果是：1）本实用新型适合各种类型过电压的监测；2）本实用新型采用预触发技术，不仅可以监测过电压到来后线路中的电 压波形，而且可以记忆过电压发生前的状况；3）本实用新型不仅能实现内过电压波形的重现，还能借助分析软件对内过电压波形进行频谱分析，深入研究内过电压的发生细节；4）本实用新型可利用计算机进行数据的采集、存储和分析，实时记录过电压发生时间和幅值、过电压类型、持续时间、过电压陡度和频率分量等参数。 

附图说明

图1为本实用新型过电压监测用数据采集卡的结构框图； 

图2为本实用新型过电压监测用数据采集卡实施例的主程序流程图； 

图3为本实用新型过电压监测用数据采集卡实施例的预触发变频采样程序框图； 

图4为本实用新型过电压监测用数据采集卡实施例的初始化程序流程框图； 

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明： 

本实用新型过电压监测用数据采集卡的技术参数如下：1）采样频率为1-50MHZ；2）存储深度为48M；3）最高采样速率为50MSps/CH；4）输入信号带宽为0Hz～10MHz；5）直流精度误差≤±0.5%；6）通道间无相位差；7）带内波动≤±0.1dB(0Hz～1MHz)；8）信噪比≥65dB；9）通道间隔离度≥90dB。