[发明专利]电子式互感器信号采集装置

说明书

本发明公开了一种电子式互感器信号采集装置，涉及电力系统的配电设备技术领域，本发明包括用于将配电网中的高电压或大电流转换成低电压信号或小电流信号的电子式互感器、用于分析电压信号或电流信号的测控终端和连接于电子式互感器与测控终端之间的模数转换电路，电子式互感器与模数转换电路之间连接有采集电路，采集电路包括依次连接的运放前保护模块、第一低通滤波模块、电压跟随模块、比例缩放模块、滤高频模块和第二低通滤波模块。本发明针对中压配网采集电压电流的电子式互感器输出的模拟小信号，所设计的采集电路实现简单、成本低廉，仅仅需要通用运放与阻容即可实现高精度高阻抗模拟小信号电压采集。

技术领域

本发明涉及电力系统的配电设备技术领域，具体而言，涉及一种电子式互感器信号采集装置。

背景技术

在中压(10KV)配网自动化监控领域，通过实时采集高压母线上的电压值和电流值经专用软件算法以监控当前线路运行的状态(正常、短路、断线、接地、过负荷、过压、欠压等)是目前最常用的做法。目前采集高压母线线路的电压和电流有二种方案：一种是基于传统电磁互感器的方式，将高电压与大电流通过电压互感器/电磁电流互感器转换成小电压与小电流信号，通过电缆方式输送给测控终端，测控终端对该信号实时采集并计算；另外一种是新型电子式采集方案，方法是将高电压大电流通过电子式电压互感器转换成幅值较小的电压信号，此方案较传统采集方式相比在体积上更小、集成度更高、功耗更小且不会发生磁饱和、安装难度更低。因此该方案随着中压配网自动化的快速发展也逐步进入大量使用阶段，但由于电子式互感器输出阻抗大、输出电压幅值低，容性负载低、导致抗干扰能力弱，在外界极强的电磁干扰情况下，通过电缆长距离传输到测控终端，测控终端如何实时高精度采集这种模拟小信号成为产品设计的最大难点。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种电子式互感器信号采集装置，以提高测控终端信息采集的精确性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种电子式互感器信号采集装置，包括用于将配电网中的高电压或大电流转换成低电压信号或小电流信号的电子式互感器、用于分析上述电压信号或上述电流信号的测控终端和连接于上述电子式互感器与上述测控终端之间的模数转换电路，上述电子式互感器与上述模数转换电路之间连接有采集电路，上述采集电路包括依次连接的运放前保护模块、第一低通滤波模块、电压跟随模块、比例缩放模块、滤高频模块和第二低通滤波模块。

在本发明的一些实施例中，上述运放前保护模块包括并联在上述电子式互感器输出端上的放电管GDT4或寄生电容保护器件。

在本发明的一些实施例中，上述放电管GDT4或上述寄生电容保护器件的两端并联有电阻R64。

在本发明的一些实施例中，上述运放前保护模块包括双向瞬态抑制二极管TVS22，上述双向瞬态抑制二极管TVS22的两端分别通过电阻R59与电阻R67与上述电阻R64的两端连接，上述双向瞬态抑制二极管与上述电阻R67的连接端作接地处理。

在本发明的一些实施例中，上述第一低通滤波模块包括电阻R60和电容C69，上述电阻R60的前端与上述运放前保护模块的输出端连接，上述电阻R60的后端与上述电压跟随模块的输入端连接，上述电容C69的一端与上述电阻R60的后端连接、另一端接地。

在本发明的一些实施例中，上述电压跟随模块包括运算放大器U22A和反馈电阻R53，上述运算放大器U22A的同向输入端与上述第一低通滤波器的输出端串接，上述运算放大器U22A的输出端串接上述反馈电阻R53后与反向输入端连接。

在本发明的一些实施例中，上述比例缩放模块包括运算放大器U22B、反馈电阻R54、输入电阻R56和平衡电阻，上述输入电阻R56串接在上述电压跟随模块的输出端与上述运算放大器U22B的反向输入端之间，上述运算放大器U22B的输出端连接上述反馈电阻R54后与反向输入端连接，上述运算放大器U22B的同向输入端连接上述平衡电阻后接地。