专利名称：母线无定值保护同步采样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及同步数据采样装置，特别是一种适用于电力系统的母线无定值保护同步采样装置。
目前，基于成熟理论原理实现的母线保护已趋于完善，但实现基于模型母线无定值保护的关键是母线无定值保护同步采样装置。对于母线无定值保护的数学模型，其模型参数需在系统正常情况下进行同步训练。为保证保护模型各个输入的同步性，其同步数据采样装置应具有相当高的同步精度。
为了使同步数据采样装置具有相当高的同步精度，本实用新型采用了数据信号处理芯片(DSP)来实现同步数据采样装置。在DSP高精度的时钟帮助下使同步数据采样装置达到相当高的同步精度，其自身同步精度可达lus以内。为适应电力系统电流或电压是周期正弦信号的特点，同步数据采样装置采用了锁频和锁相技术，使随后的信号处理更加方便和易行，其处理结果精度更高。
虽然同步数据采样装置自身的同步精度很高，但同步数据采样装置的同步精度还受外部同步信号的影响。电力系统母线目前采用的同步信号是GPS时钟信号，或电压过零点触发信号。GPS时钟信号的精度在lus以内，因此采用GPS时钟信号作为同步信号的同步数据采样装置的同步精度也可达lus以内。由于电压过零点触发信号的精度受过零点检测电路的影响，在保证过零点检测电路参数一致的基础上可使同步数据采样装置的同步精度达到lus以内。本母线无定值保护同步数据采样装置主要采用电压过零点触发信号作为同步信号。
在系统故障情况下，由于系统暂态过渡过程的影响，使工频电压方波信号可能出现不规则，其检测的工频周期可能出现错误。若还用错误的工频周期进行采样周期计算，则对故障情况下的分析计算产生严重的误差。为保证对系统故障后的采样数据进行正确计算分析，便于对母线数学模型进行正确判断，在系统故障情况时不进行同步操作，其数据采样仍按故障前的采样周期进行采样。
为应付系统出现故障的情况，本实用新型采用了主从双通道数据采样技术，其主通道用作数据的采样，从通道用作数据的同步。在系统工频周期检测无错误时，从通道进行同步操作，并且从通道切换为主通道，主通道变为从通道；在系统工频周期检测有错误时，从通道不进行同步操作，从通道继续为从通道，主通道继续为主通道。
根据上述技术方案，本实用新型是这样实现的，即一种母线无定值保护同步采样装置，其特征是装置具有结构相同的主、从双通道，每个通道包括三相电流前置处理电路、三相电压前置处理电路、电压过零点触发电路及数据信号处理芯片；其中三相电流前置处理电路、三相电压前置处理电路的输出端接数据信号处理芯片的A/D转换同步检测单元的模拟信号输入端，三相电压前置处理电路中的νA输出端接电压过零点触发电路的输入端，电压过零点触发电路的输出端接数据信号处理芯片的A/D转换同步检测单元的同步信号输入端；主、从双通道的数据信号处理芯片分别通过输出串口接采样数据显示器。
本同步数据采样装置通过DSP来实现的，由于DSP采用了锁频和锁相技术，对信号进行跟踪，并且在DSP高精度的时钟帮助下使同步数据采样装置达到相当高的同步精度，其自身同步精度可达lus以内，其同步数据采样装置的数据采样频率可变，最大可达1MHz。
本母线保护同步数据采样装置由于所述结构而可作为基于模型的母线无定值保护的关键部分。
本实用新型有如下附图
图1是母线无定值保护同步数据采样装置的总体结构框图；图2和图3给出了电压前置处理电路和电流前置处理电路图；图4为电压过零点触发电路图。
具体实施方式
在实施例中，数据信号处理芯片(DSP)的信号为TMS320LF2407。
实施例中的每相电压前置处理电路包括输入电阻(R1)、型号为SPT204A的电压变换器(T1)、型号为OP07的运算放大器(U1)及低频滤波器；其中变换器的输出端并联偏置电阻(R2)、串联电容(C1)并与运算放大器的输入端连接；低频滤波器由电阻(R3)和电容(C2)并联构成，并联在运算放大器(U1)的反相输入端和输出端上。
实施例中的每相电流前置处理电路包括型号为SPT254K的电流变换器(T2)、型号为OP07的运算放大器(U2)及低频滤波器；其中变换器的输出端并联偏置电阻(R5)、串联电容(C4)并与运算放大器的输入端连接；低频滤波器由电阻(R4)和电容(C3)并联构成，并联在运算放大器(U2)的反相输入端和输出端上。
实施例中的电压过零点触发电路包括型号为LM393的比较器(U3)及分压电阻R6、R7；其中比较器的正相输入端与电压前置处理电路的νA输出端，分压电阻(R6)、(R7)串联在Vcc电源端和电压过零点触发电路的输出端；比较器的输出端接在分压电阻(R6)、(R7)之间，并通过保护二极管(D)接地；电压过零点触发电路的输出端与地之间连接电容C构成积分电路。
权利要求1.一种母线无定值保护同步采样装置，其特征是装置具有结构相同的主、从双通道，每个通道包括三相电流前置处理电路、三相电压前置处理电路、电压过零点触发电路及数据信号处理芯片；其中三相电流前置处理电路、三相电压前置处理电路的输出端接数据信号处理芯片的A/D转换同步检测单元的模拟信号输入端，三相电压前置处理电路中的νA输出端接电压过零点触发电路的输入端，电压过零点触发电路的输出端接数据信号处理芯片的A/D转换同步检测单元的同步信号输入端；主、从双通道的数据信号处理芯片分别通过输出串口接采样数据显示器。
2.根据权利要求1所述的母线无定值保护同步采样装置，其特征是每相电流前置处理电路包括电流变换器(T2)、运算放大器(U2)及低频滤波器；其中变换器的输出端并联偏置电阻(R5)、串联电容(C4)并与运算放大器的输入端连接；低频滤波器由电阻(R4)和电容(C3)并联构成，并联在运算放大器(U2)的反相输入端和输出端上。
3.根据权利要求1所述的母线无定值保护同步采样装置，其特征是每相电流前置处理电路包括电流变换器(T2)、运算放大器(U2)及低频滤波器；其中变换器的输出端并联偏置电阻(R5)、串联电容(C4)并与运算放大器的输入端连接；低频滤波器由电阻(R4)和电容(C3)并联构成，并联在运算放大器(U2)的反相输入端和输出端上。
4.根据权利要求1所述的母线无定值保护同步采样装置，其特征是电压过零点触发电路包括比较器(U3)及分压电阻R6、R7；其中比较器的正相输入端与电压前置处理电路的νA输出端，分压电阻(R6)、(R7)串联在Vcc电源端和电压过零点触发电路的输出端；比较器的输出端接在分压电阻(R6)、(R7)之间，并通过保护二极管(D)接地；电压过零点触发电路的输出端与地之间连接电容C构成积分电路。
专利摘要母线无定值保护同步采样装置的特征是装置具有结构相同的主、从双通道，每个通道包括三相电流、电压前置处理电路、电压过零点触发电路及数据信号处理芯片(DSP)；其中三相电流、电压前置处理电路的输出端接数据信号处理芯片的A/D转换同步检测单元的模拟信号输入端，三相电压前置处理电路中的V
文档编号H02H7/00GK2603563SQ0323318
公开日2004年2月11日 申请日期2003年2月12日 优先权日2003年2月12日
发明者罗建, 龙小平, 李亚军, 高家志, 徐国禹, 王官洁 申请人:重庆市电力公司