)和第10脚(XTALl)连接于晶振Yl (18.432MHZ)、电容Cl (20pF)和电容C2 (20pF)组成的震荡电路，即本实施例采用外部时钟；第12脚(VCC)接高精度稳压电源IC2的2脚，该脚除提供单片机ICl的工作电源外同时兼做A/D转换的参考电平；第14脚接地；第15脚(RxD)和第16脚(TxD)为TTL电平的串口，连接于总线JP2 ;第17脚(INTO)为同步采样中断输入管脚，高电平有效，连接于总线JP2，用于接收上位机通过总线传来的同步采样信号；第18脚(INTl)为中断信号输入管脚，高电平有效，未用悬空；第21脚(/INT2)和第22脚(/INT3)为中断信号输入管脚，低电平有效，未用悬空，并在软件上禁止第18、21、22脚中断响应，以减少外界干扰对A/D转换过程的影响；第24脚(SCLK_2)、第25脚(MIS0_2)、第26脚(M0SI_2)、第27脚(SS_2)为SPI 口，连接于总线JP2，串口通信由程序控制，仅在A/D转换空闲期间进行，以保证A/D转换过程不受干扰。
[0018]IC2(AMSl117-5.0)为5V高精度线形稳压电源，9V外部稳压直流电源通过JP3端子的I脚连入IC2的3脚(IN)，IC2的I脚(IN)对地并联2个电容C3 (0.1uF)和C4 (22uF)用于电源杂波过滤，IC2的2脚(OUT)连入ICl的12脚(VCC)，IC2的I脚与JP3的2脚接地，单片机ICl的EEPROM中存储有IC2的实测工作电压准确值，用于A/D转换结果的计算。
[0019]如图2所示:Ua、Ub、Uc、Un为引自变电站母线电压互感器二次侧的电压，分别是A相电压、B相电压、C相电压和中性点电压(零线)。A相电压(Ua、Un)经过限流电阻Ral、采样变压器TFl和采样电阻Rol接入单片机的通道I A/D转换器，同时经过限流电阻Ra2、采样变压器TF2和采样电阻Ro2接入单片机的通道2 A/D转换器；B相电压(Ub、Un)经过限流电阻Rbl、采样变压器TF3和采样电阻Ro3接入单片机的通道3 A/D转换器，同时经过限流电阻Rb2、采样变压器TF4和采样电阻Ro4接入单片机的通道4 A/D转换器；C相电压(Uc、Un)经过限流电阻Rcl、采样变压器TF5和采样电阻Ro5接入单片机的通道5 A/D转换器，同时经过限流电阻Rc2、采样变压器TF6和采样电阻Ro6接入单片机的通道6 A/D转换器。其中TF1、TF2、TF3、TF4、TF5、TF6采样变压器的型号、参数均相同，如DL-PT202G ;采样电阻Rol、Ro2、Ro3、Ro4、Ro5、Ro6的型号、参数均相同，如2.5k Ω ;Ral、Rbl、Rcl型号参数相同，按电网额定运行电压整定(一次电压互感器的二次侧为100V)，如56kQ ； Ra2、Rb2、Rc2型号参数相同，按电网典型谐振电压整定(一次电压互感器的二次侧为250V)，如124kQ ;通道I A/D转换器、通道2 A/D转换器、通道3 A/D转换器、通道4 A/D转换器、通道5 A/D转换器、通道6 A/D转换器为单片机上的6个A/D转换端口，同步采样及数据处理工作由同一片单片机完成，该单片机通过总线与上位机(测控装置的主板)通信。
[0020]本发明的工作原理是:以A相电压量测采集为例，TFl和TF2采样变压器DL-PT202G的变比为1:1 (2mA: 2mA，额定输入和额定输出均为2mA)，饱和电压0.5V，最大相位差20 ‘，当原边电流为2mA时的最大负载为250Ω。当电网正常运行时(额定工况)时的一次电压互感器的二次侧为100V，按额定电压10%最大偏移量IlOV计算Rl=I 10/2*1000-250=54.75k Ω，在常用的精密电阻型号中选取56k Ω ;由于电网谐振发生时最高电压范围值为150V~250V，因此用250V计算R2=250/2*1000-250=124.75kQ，在常用的精密电阻型号中选取124 Ι?Ω，同时综合考虑IlOV时的TF2原边电流为110/124000=0.887mA，处于TF2的最佳线性采集范围(0.5mA~2mA), TFl副边采样电阻RlO输出电压110 (V) /56.25 CkQ ) *2.5 (Ι?Ω ) =4.89V，再考虑电网电压低于额定值的20%时保护装置将动作切除负荷或电网解裂，如:低压减载安全自动装置、自动解裂安全自动装置，因此电网运行电压不会低于80V (—次电压互感器的二次值)，故而将主数据源选择阀值整定为4.8V，即当RlO输出电压低于4.8V时，单片机ICl输出的A相电压为:R10的输出电压(V)/2.5 CkQ ) *56.25 (k Ω )，即相乘的系数为22.5 ;当RlO输出电压大于等于4.8V时，单片机ICl输出的A相电压为:R20的输出电压(V)/2.5 (kQ )*124.25 (kD)，即相乘的系数为49.7。
【主权项】
1.一种单相双采样变压器电压遥测采集板，由采样变压器、限流电阻、采样电阻、单片机及其外围电路组成，其特征在于每相电压并接有两个采样变压器，不同参数的限流电阻串接于采样变压器的原边和相电压端子之间；采样变压器的副边与相同参数的采样电阻连接，采样电阻一端与单片机连接，另一端接地；单片机与总线相连接。
2.根据权利要求1所述的单相双采样变压器电压遥测采集板，其特征在于所述的采样变压器的规格型号全部相同。
3.根据权利要求1所述的单相双采样变压器电压遥测采集板，其特征在于所述的单片机还连接有振荡电路和稳压电源。
4.根据权利要求1所述的单相双采样变压器电压遥测采集板，其特征在于所述的单片机可以为多个，可以将其中一个作为主单片机，或单设一个主单片机，其它负责电压量测采集功能的单片机为从单片机，主单片机通过中断方式实现从单片机的精确同步电压量测采集功能。
【专利摘要】本发明涉及一种单相双采样变压器自适应电压遥测采集板，由采样变压器、限流电阻、采样电阻、单片机及其外围电路组成，其特征在于全部所述采样变压器的规格型号相同；每相电压由两个所述采样变压器配合不同参数的所述限流电阻和相同参数的所述采样电阻并列完成该相电压的变换、隔离、采样电压输出的功能。其结构简单，工作可靠，功耗低。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN104793047
【申请号】CN201510209475
【发明人】石文江
【申请人】国网辽宁省电力有限公司大连供电公司, 国家电网公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月29日