一种电网信号采集滤波电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电网信号采集领域，尤其涉及一种电网信号采集滤波电路。
【背景技术】
[0002]现有的电网信号调理电路中往往缺失电压与电流信号滤波电路，它们往往依赖高性能的电压传感器和电流钳，但是经过二者调理的电网信号并不总是很准确，还有一些噪声，谐波等。想要保证准确度就无疑要要求高性能，进而增加成本。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电网信号采集滤波电路，其易操作实现，对电压传感器和电流钳的性能要求降低，从而降低了成本，并且该电路滤波效果好，能够保证电网信号采集的准确性。
[0004]本实用新型是这样实现的，一种电网信号采集滤波电路，该电路包括电压传感器、电流互感器、电压滤波电路以及电流滤波电路，所述电压传感器采集三相电压信号，其输出端与电压滤波电路连接，电压传感器通过带接线夹的导线与现场的电压接线端子连接，电流互感器采用电流探头，通过电流钳取得，电流互感器的输出端连接电流滤波电路，通过设置一电源供电电路与电压传感器、电压滤波传感器以及电流滤波电路连接供电。
[0005]进一步地，所述电压滤波电路采用压控电压源低通滤波器。
[0006]进一步地，电流滤波电路采用双二次低通滤波器。
[0007]进一步地，电压传感器采用CHV-50P型闭环霍尔电压传感器。
[0008]进一步地，电流互感器采用CP8100L型电流探头。
[0009]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型中电压传感器输出的电压信号掺杂有大量谐波信号，导致波形发生部分失真，已非理想情况下的正弦信号波形，电压滤波电路对其进行滤波处理，确保采集到的电压信号准确。电流探头转换后的电压信号，输出幅值很小，为保证采集效果，电流滤波电路在滤除高次谐波和噪声干扰的基础上对电流探头输出的电流信号进行适当倍数的放大，确保采集到精确的结果。
[0010]本新型电路对电压传感器和电流钳的性能要求降低，从而降低了成本，并且该电路滤波效果好，能够保证电网信号采集的准确性。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型实施例提供的结构框图；
[0012]图2是本实用新型实施例提供的电压滤波电路电路图；
[0013]图3是本实用新型实施例提供的电流滤波电路电路图；
[0014]图4是本实用新型实施例提供的电源供电电路电路图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016]参见图1，一种电网信号采集滤波电路，该电路包括电压传感器、电流互感器、电压滤波电路以及电流滤波电路，所述电压传感器采集三相电压信号，其输出端与电压滤波电路连接，电压传感器通过带接线夹的导线与现场的电压接线端子连接，电流互感器采用电流探头，通过电流钳取得，电流互感器的输出端连接电流滤波电路，通过设置一电源供电电路与电压传感器、电压滤波传感器以及电流滤波电路连接供电。各相电压信号经过电压传感器后接入压控电压源低通滤波器，电压滤波电路可以根据需要调节放大倍数，截止频率等设计指标。经过滤波的电压信号接入A/D转换器，电流互感器采用电流探头，电流信号的获取通过电流钳取得。电流探头的转换量程有100mV/A，10mV/A。实际配电柜中，电流互感器电流根据负荷的不同为0-5A。电流滤波电路采用双二次低通滤波器，其具有很好的调整性和稳定性，可以根据A/D转换器的量程来调节增益大小，从而略去放大电路。电流信号经过电流探头经过电流滤波电路调理后的电压信号也接入A/D转换器。电压传感器和运算放大器电源由电源供电电路提供，电源电路通过变压器将市电变换成较低的电压，经过整流滤波后，在通过线性电压调节器给整个电路供电。
[0017]本实施例中，电压滤波电路采用压控电压源低通滤波器。电流滤波电路采用双二次低通滤波器。电压传感器采用CHV-50P型闭环霍尔电压传感器。电流互感器采用CP8100L型电流探头。
[0018]参见图2，三相电压分别接入电压传感器CHV-50P电压输入电压正IN+、输入电压负IN-。电源正+、电源负-接直流电压12V，为电压传感器供电。电压传感器CHV-50P的M为输出端，测量电阻R30a、电阻R30b、电阻R30c与输出端电压传感器CHV-50P的M端连接，另一端与正、负电源的公共地(OV)相连。电压滤波电路采用二阶压控电压源低通滤波器。其由两个RC环节和同相比例放大电路(U8a、U8b、U8c)构成。也可进一步采用高阶偶次滤波器，其由二个或多个二阶滤波器级联而成。为减小输入偏置电流及其漂移对电路的影响，应使R31+R32 = R33 Il R34。由截止频率可以确定滤波电容C14、滤波电容C15的大小。根据设计指标通带内放大倍数A= 1+R34/R33。再与电阻标称值比较，可以确定各个元器件参数的大小。在低阶时用5%的标称电阻就能得到满意的结果，图2中用的是二阶。对于五阶和六阶，应用容差为2%的电阻。对于电容，低阶(n ^ 4)时容差为10%满足要求。滤波器每节的增益为1+R34/R33，用一个电位器代替电阻R33、电阻R34，可把增益调整到准确的值。可以将电位器的中心抽头连接到运算放大器的反相输入端。运算放大器采用常用的741C。电路所用网络原件少，特性容易调整，输出阻抗低，元件值分布范围小，可以用一个电位器调整电路增益，易满足设计要求。
[0019]参见图3，钳式电流探头获得电流信号接入电流滤波电路。电流滤波电路采用二阶双二次低通滤波器，如图3所示，也可将其级联组成高阶滤波器。以a相为例，该电路有积分器U4与积分器U6输入输出串联后，与作为单位增益反相放大器第三运算放大器U5连接，目的在于极性反转。可以通过查表确定元器件的值。在低阶时用5%的标称电阻就能得到满意的结果。对于五阶和六阶，应用容差为2%的电阻，所有情况都应选用和表中所查的数值最接近的电阻值。对于电容，低阶(n ^ 4)时容差为10%满足要求为了获得最佳性能。电流滤波器的响应可以通过调节电阻R8，电阻R9，电阻RlO阻值方便的加以调整。改变电阻R8影响增益，改变电阻R9影响通带响应，改变电阻RlO则改变截止频率。该电流滤波器具有非常好的调整特性和稳定性，便于多节电路级联，而且降低了对无源器件的灵敏度，也没有过大的元件值分布。因为所有的运算放大器都工作在反相方式，所以电路不会受到共模限制的影响。
[0020]参见图4，模块header3是经变压器将220v转化为18V交流电，然后连接整流桥U1，经过整流后的正电压输出端连接正电压可调的稳压器U2，经过整流后的负电压输出端连接负电压可调的稳压器U3，将稳压后连接的电容Cl，电容C3起滤波作用，连接的电容C2，电容C4为高频补偿电容为了减少纹波电压，在稳压器控制端加上一个电容，例如正电压可调的稳压器U2的控制端连接一电容Cadj，在稳压器的输入与输入连接保护二极管，例如在稳压器U2的输入与输出两端连接保护二极管D1，在电压的输出端连接发光二极管，例如在稳压器U2的输出端连接发光二极管D3起指示作用。稳压器的输出端与控制端的电压差，经过滑动变阻器R3与电阻Rl分压，从而得到O到12V的直流电压。
[0021]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电网信号采集滤波电路，其特征在于，该电路包括电压传感器、电流互感器、电压滤波电路以及电流滤波电路，所述电压传感器采集三相电压信号，其输出端与电压滤波电路连接，电压传感器通过带接线夹的导线与现场的电压接线端子连接，电流互感器采用电流探头，通过电流钳取得，电流互感器的输出端连接电流滤波电路，通过设置一电源供电电路与电压传感器、电压滤波传感器以及电流滤波电路连接供电。2.如权利要求1所述的电网信号采集滤波电路，其特征在于，所述电压滤波电路采用压控电压源低通滤波器。3.如权利要求1所述的电网信号采集滤波电路，其特征在于，电流滤波电路采用双二次低通滤波器。4.如权利要求1所述的电网信号采集滤波电路，其特征在于，电压传感器采用CHV-50P型闭环霍尔电压传感器。5.如权利要求1所述的电网信号采集滤波电路，其特征在于，电流互感器采用CP8100L型电流探头。
【专利摘要】本实用新型属于电网信号采集领域，尤其涉及一种电网信号采集滤波电路。该电路包括电压传感器、电流互感器、电压滤波电路以及电流滤波电路，所述电压传感器采集三相电压信号，其输出端与电压滤波电路连接，电压传感器通过带接线夹的导线与现场的电压接线端子连接，电流互感器采用电流探头，通过电流钳取得，电流互感器的输出端连接电流滤波电路，通过设置一电源供电电路与电压传感器、电压滤波传感器以及电流滤波电路连接供电。本新型电路对电压传感器和电流钳的性能要求降低，从而降低了成本，并且该电路滤波效果好，能够保证电网信号采集的准确性。
【IPC分类】G01R15/00, G01R19/25
【公开号】CN205067583
【申请号】CN201520622701
【发明人】孙淑琴, 曹华松, 张秉仁
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月18日