[发明专利]瞬时过电压采集装置

说明书

本发明公开了一种瞬时过电压采集装置，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源；模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的漏极通过第一电阻连接电源正端，第一MOS管的源极通过第二电阻接地，第二MOS管的源极还通过第五电阻与运算放大器的同向输入端连接，第二MOS管的漏极通过第三电阻连接电源负端。本发明能还原出过电压产生的情形、能为电力故障诊断提供分析依据、电路安全性和可靠性较高。

技术领域

本发明涉及电压采集装置领域，特别涉及一种瞬时过电压采集装置。

背景技术

暂态现象表现为从一个稳定的状态过度到另外一个状态。电力系统过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过正常工作电压的异常电压升高的暂态现象，就其根本的产生根源来说，可以分为外部过电压和内部过电压。外部过电压又称雷电过电压或大气过电压。内部过电压是由电力系统内部的能量转化或传递引起的。电力系统过电压的产生是随机的，而内、外过电压又具有不同的特点：内过电压频谱很宽，通常从几十赫兹到几千赫兹，外部过电压波头较陡，幅值很高。因此，当内、外过电压同时采集时，容易出现数据的丢失，必须加以适当的控制，才能在不影响采集速度的基础上，提高采样的精度。现有的电压采集装置仅能采集过电压，而不能还原出过电压产生的情形，这样就不便于对电网质量进行分析，从而不能为电力故障诊断提供分析依据。现有的电压采集装置由于缺少电路保护功能，其安全性和可靠性较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能还原出过电压产生的情形、能为电力故障诊断提供分析依据、电路安全性和可靠性较高的瞬时过电压采集装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种瞬时过电压采集装置，包括运算放大单元、信息记录模块、滤波电路、模数转换器、同步动态随机存储器、PCI接口、FPGA、时钟芯片、显示屏和供电电源，所述运算放大单元对接收的原始过电压信号进行放大，并将放大后的过电压信号发送到所述滤波电路进行滤波，所述滤波电路将滤波后的过电压信号发送到所述模数转换器转换为数字电压信号，所述模数转换器在所述FPGA的时序控制下将所述数字电压信号依序存储到所述同步动态随机存储器中，当所述同步动态随机存储器中的数字电压信号达到半满状态后，所述FPGA向所述同步动态随机存储器产生中断信号，所述同步动态随机存储器将所述数字电压信号通过所述PCI接口传送到计算机，所述信息记录模块记录过电压波形、幅值和过电压发生的时间并将其发送到所述FPGA，所述FPGA进行分析后还原出过电压产生的情形，所述显示屏与所述FPGA连接、用于显示所述数字电压信号的波形，所述时钟芯片与所述FPGA连接、用于提供时钟，所述供电电源分别与所述运算放大单元、滤波电路和FPGA连接、用于为所述瞬时过电压采集装置供电；

所述模数转换器包括运算放大器、比较器、时钟电路、数字抽选滤波器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的漏极通过所述第一电阻连接电源正端，所述第一MOS管的源极通过所述第二电阻接地，所述第二MOS管的源极还通过所述第五电阻与所述运算放大器的同向输入端连接，所述第二MOS管的漏极通过所述第三电阻连接电源负端，所述第二MOS管的源极通过所述第四电阻连接参考电源端或接地，所述第二MOS管的源极与所述运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同向输入端还通过所述第一电容与其输出端连接，所述运算放大器的输出端通过所述第二电容与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述数字抽选滤波器连接，所述比较器的输出端还连接参考电源端或接地，所述比较器还连接所述时钟电路。

在本发明所述的瞬时过电压采集装置中，所述模数转换器还包括第六电阻，所述第二MOS管的源极通过所述第六电阻与所述运算放大器的反相输入端连接。