[实用新型]一种用于计量弱输入信号的电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于计量弱输入信号的电路，属于数字化变电站技术领域。

背景技术

随着技术的发展，数字化变电站采用了电子式互感器等非常规互感器，其输出形式为遵循《IEC 60044-7-1999互感器第7部分电子式电压互感器》、《IEC60044-8-2002互感器第8部分电子式电流互感器》标准的模拟小信号；同时变电站智能化改造中未及替换的低压传统互感器，以及一些与低压智能合并单元匹配的低压电子式互感器，其输出的弱信号也未完全遵循<<Q-GDW 424-2010电子式电流互感器技术规范>>等相关标准；

这些模拟小信号和弱输出信号，相对于传统依靠能量传递信息的电流电压信号而言，具有低电压低功率的特征，对于接收单元而言，都视为弱输入信号。

目前国内外均提出如何直接就地安装表计，对弱输入信号进行计量的问题。目前国内外对弱输入信号的计量研究较少，在此可以借鉴传统依靠能量传递信息的电流电压信号计量技术方法，目前典型的电能计量方案有如下两种：

A）单片机（或可编程器件等主控单元）+AD（AD:模数转换芯片）

前端经电压隔离变压器、电流隔离变压器，分别把输入电压通道、电流通道信号变成电压信号；或者用高精度电阻分压来获取电压信号；通过经过滤波、阻抗匹配等处理以后，输入到AD芯片，采样获得离散数据，发送给单片机或者可编程器件等主控单元,然后主控单元对数据进行处理，获得信号有效值、计量线路的电能量等。

B）单片机（或可编程器件等主控单元）+专用计量芯片

前端输入电流通道、电压通道信号，被隔离变压器或者电阻变换成电压信号，经过滤波、叠加偏置电压、阻抗匹配等处理以后，输入到专门的计量芯片，其根据主控单元下达的相关设置值，对信号进行采样计算,并输出信号有效值、计量线路的电能量等到主控单元；同时主控单元还负责校正计量芯片的偏差；

现阶段，国内对弱输入信号一般采用第一种方案进行采集，获取输入信号的有效值等；国内外未见对弱输入信号进行计量处理的相关产品报道。

现有电能计量方案接入的电流通道信号的额定值一般为1.0A、1.5A、5A等，电压通道信号的额定值一般为380V、220V、100V、57.7V等，这些信号依靠能量进行传递，信号功率一般在1VA左右；

对于弱输入信号，不管是电流通道信号、还是电压通道信号，都是低电压低功率的模拟电压小信号，信号额定电压为1.5V、2.0V、4.0V等，信号功率在0.05VA左右，现有电能计量方案不适用于计量弱输入信号。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对弱输入信号的特征，提供一种用于计量弱输入信号的高精度电路，对弱输入信号进行计量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于计量弱输入信号的电路，其特征在于，包括：

电流信号采样回路：对应三相电流信号包括三组依次相连的高精度隔离传感器、防浪涌电路、抗混叠滤波RC网络和信号偏置电路，用于对电流通道信号进行隔离滤波；

电压信号采样回路：对应三相电压信号包括三组依次相连的高精度隔离传感器、防浪涌电路、抗混叠滤波RC网络和信号偏置电路，用于对电压通道信号进行隔离滤波；

计量回路：包括计量芯片ATT7022，计量芯片ATT7022分别与电流信号采样回路、电压信号采样回路相连，用于对弱输入信号进行计量、输出电能脉冲、以及与处理器交互；

基准电压回路：包括基准电压芯片ADR421，基准电压芯片ADR421与计量芯片ATT7022相连，为计量芯片提供采样基准电压，为采样通道提供采样偏置电压；

32位处理器总线接口及控制回路：与计量芯片ATT7022相连，包括计量芯片控制回路、总线电平转换芯片SN74ALVC164245，计量芯片控制回路、总线电平转换芯片SN74ALVC164245通过16位数据总线相连，用于控制计量芯片，进行初始化、误差校正、获取被计量线路电能量、获取通道信号有效值，以及提供远程数据交换和控制接口；

脉冲输出回路：与计量芯片ATT7022相连，包括经光耦隔离的有功电能脉冲回路、无功电能脉冲回路，用于外部设备计数，以获取被计量线路输电电能值的大小。

前述的用于计量弱输入信号的电路，其特征在于：还包括电源供电回路，电源供电回路包括与计量芯片ATT7022相连的交直流自适应电源模块，用于对计量回路模块供电。

本实用新型所达到的有益效果：