专利名称：电流采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电力行业电流采集技术领域，尤其涉及一种应用于SVG装置的电流采集装置。
背景技术：
随着电子电力行业的进一步发展，上世纪八十年代以来，出现了一种先进的静止无功补偿装置，就是采用自换向变电流电路的静止无功补偿装置，即静止无功发生器(Static Var Generator, SVG)。目前，在10KV，35KV的电网系统中，由于SVG装置跟系统相接处距离控制器较远，电流采集在控制器端，导致装置电流采集引线较长，模拟信号传输距离较长，因而抗干扰能力较差，系统误差电流也较大。当系统负荷较低、SVG装置电流较小的情况下，误差电流的影响就更大，使得SVG出现频繁的大幅度调节，甚至在O无功情况下不能正常并网，严重影响了系统电压的稳定性。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种SVG电流采集装置，通过在SVG端接入具有强抗干扰能力的采集装置，实现了对SVG电流的就地采集，使SVG实现高精度的无功补偿，从而实现对系统电压更稳定的控制。本实用新型提供了一种SVG电流霍尔采集装置，其特征在于，所述电流采集装置包括:电流电压转换器、信号米集器、处理器和光信号转换器；所述电流电压转换器与所述采集器相连接，所述采集器与所述处理器相连接，所述处理器与所述光信号转换器相连接；所述电流电压转换器将接收到的SVG电流转换为模拟电压信号并发送给所述信号采集器；所述信号采集器采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器；所述处理器对所述数字电压信号进行编码处理为编码信号并发送给所述光信号转换器；所述光信号转换器将所述编码信号进行电光转换为光数据信号发送给外部的控制器。优选地，所述信号采集器采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器具体为:所述信号采集器包括信号采集单元，所述信号采集单元采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器。优选地，所述信号采集器还包括电压比较单元和基准电压单元，所述电压比较单元将所述所述电流电压转换器发送的模拟电压信号与基准电压单元提供的基准电压进行比较并将比较结果发送给所述处理器；所述处理器根据比较结果进行判断是否过流。优选地，所述信号采集器具体为差分输入的高输入阻抗的电压跟随电路。优选地，所述采集装置还包括电源，分别与所述电压电流转换器、信号采集器、处理器和光信号转换器相连接。优选地，所述光信号转换器包括发送单元和接收单元。[0013]本实用新型通过在SVG装置的霍尔传感器后接入SVG电流采集装置，实现了对SVG设备经霍尔传感器输出电流的就地采集，大大缩短了模拟信号传输的距离，增强了强抗干扰能力，提高了测量精度。解决了 SVG系统，特别是当系统负荷水平较低、补偿电流较小情况下，无功补偿不精确，控制电压不稳定的问题。
图1为本使用新型实施例提供的SVG霍尔电流采集装置的原理框图；图2为本实用新型实施例提供的电流电压转换器的电路图；图3为本实用新型实施例提供的光信号转换器的发送单元的电路图；图4为本实用新型实施例提供的光信号转换器的接收单元的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。本实用新型提供的电流采集装置可以用于接入在SVG装置的霍尔传感器端，进行SVG的电流采集。图1为实用新型实施例提供的SVG霍尔电流采集装置的原理框图。如图1所示，本实施例的电流采集装置包括电流电压转换器12、信号采集器13、处理器14和光信号转换器15。电流电压转换器12用于对输入的经由外部的霍尔传感器的SVG电流信号进行处理，将电流信号转换为模拟电压信号，以差分方式输出给信号米集器。电流电压转换器12可以采用并联电阻电路对输入的小电流进行分流，再经过双通道放大器输出电压信号。优选的，电流电压转换器12可以是如图2所示的电路。从外部霍尔输出端接收到电流信号LEM后，经过八个阻值相同的电阻(图中R8)并联取压，再由一个阻容串联电路(图中R16，C4)做低通滤波后进入运放0P2177AR。采用八个小电阻R8并联目的是为了减少每个电阻上面所承受的功率损耗，运放采用高输入阻抗R4以减小干扰。电流信号LEM经过电阻取压运放跟随之后输出模拟电压信号，对输出的模拟电压信号采用输入阻抗匹配网络电路进行处理，即如图2中的R7，C13, R19，使模拟电压信号以差分方式进入AD转换。信号采集器13包括信号采集单元131、电压比较单元132和基准电压单元133，信号采集单元131对电流电压转换器12输出的电压信号进行信号采集，电压比较单元132对电流电压转换器12输出的电压信号进行电压比较从而实现过流检测，基准电压单元133用于向电压比较单元132提供基准电压。信号采集单元131将输入的模拟电压信号转换为数字电压信号。优选地，信号采集单元采用ADI公司的AD采集芯片将输入的模拟电压信号进行AD转换。转换后的数字电压信号包括16bits的数据位，具有高分辨率和较宽的电压输入范围，采集量程高达正负10V，在一定的程度上提高了信噪比，增强了抗干扰能力。电压比较器132采用高输入阻抗电路进行隔离采集，通过电压跟随器把采集信号与比较信号进行隔离，从而比较部分不会影响到采集部分的信号精度。电压比较器132将信号采集单元131输出的数字电压信号与基准电压单元133提供的基准电压通过比较器比较，将比较得到的过流检测结果通过光耦转换为数字信号，传送给处理器14。基准电压单元133采用高精度、低温漂的稳压芯片来实现，在一定程度上提高了采样的精度，向电压比较器132提供基准电压进行比较，用以判定输入电流是否发生过流。处理器14用于接收信号采集器12传送的数字电压信号和数字化的过流检测结果并判定是否过流。如果发生过流，将过流信息通过光信号转换器15发送给外部的控制器报告故障，封锁数字电压信号的对外的输出；如果未发生过流，则将数字电压信号进行编码处理转换为数据信号，传送给光信号转换器15。编码处理后的数据信号带有起始位、停止位与校验位。优选地，处理器采用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)来实现。另外，处理器14还可用于检测装置电源情况，如果检测到装置电源故障，则通过光信号转换器15传送给外部的控制器报告故障，并封锁此路信号。光信号转换器15包括发送单元151和接收单元152两个电路部分。发送单元151采用光纤发送方式进行数据信号的发送。发送采用单总线编码方式，利用20Mhz信号来同步IMhz的数据信号，采用中间取值原理，保证数据的可靠性和正确性。光纤发送电路定时向控制器提供数据信号，如果出现校验错误或者规定时间内没有上传数据，外部的控制器就可以据此判定故障发生，并给出封锁信号对故障进行封锁，使得故障发生范围最小。另外还可通过将处理器传送的过流检测信息传送给外部控制器来报告过流，控制器发送控制信号封锁数字电压信号的对外的输出。为了提高光纤驱动能力，可以在光纤发送部分采用多路驱动并联方式，增强可靠性。优选的，发送单元151的电路通过采用TI专用光纤收发器HFBR1528来实现。如图3所示，高速光耦HCPL0630用于进行电平转换，将电平从3.3V转换为5V以匹配光纤收发器HFBR1528发送电压的要求。此外采用74AC08M四个逻辑与门并联以实现光纤收发器HFBR1528发送需要的60mA左右的大电流输出，达到光纤发送的最佳性能。接收单元152采用光纤接收方式对外部控制器发送的光信号进行接收，外部控制器发送的光信号可以是控制信号，如用于控制采样信号的频率和时间周期的控制信号。接收单元接收外部控制器发送的控制信号并传送给处理器14，向处理器14提供脉冲信号启动采样。优选的，如图4所示，接收单元152的电路通过采用光纤收发器HFBR2528来实现，光纤收发器HFBR2528接收控制器下发的数据GX_IN，通过采用单缓冲驱动器SN74LVC1G126GV将接收到的5V电平的数字电压信号转换为3.3V电平传送给控制器。本实施例电流采集装置安装在SVG装置霍尔传感器端，将经过霍尔传感器转换后的SVG装置电流采集进来，经过电流电压转换器将接收到的SVG电流转换为模拟电压信号以差分输入方式发送给信号采集器，信号采集器的信号采集单元将模拟电压信号转换为数字电压信号发送给处理器，并发送给电压比较单元，通过采用高精度的参考电压作比较，将结果传送给处理器。如果判定发生过流，处理器将过流信号通过光纤通讯经光信号转换器接收下来传送给控制器，控制器发出封锁信号对数字电压信号输出进行封锁。如果判定未发生过流，处理器对接收到的数字电压信号进行编码处理为编码信号并发送给光信号转换器；光信号转换器将编码信号进行电光转换为光数据信号，通过光纤发送给外部的控制器。外部控制器根据数据信号对SVG装置进行动态电压调整。使得SVG补偿设备的动态电压调节能力大大提高，从而实现对系统的无功进行更精确的补偿。再如图1所示，本实用新型的电流采集装置还包括电源11，用于对电流电压转换器12、信号米集器13、处理器14和光信号转换器15供电。优选的，电源11米用高精度的A⑶C电源，对外的接口电源为220Vac，A⑶C电源输出为5V、正负15V电源，5V用于处理器14和光信号转换器15供电，正负15V电源用于电流电压转换器12和信号米集器13的供电，并且电源还可以同时用于对SVG装置的霍尔传感器供电。综上所述，本实用新型通过在SVG装置的霍尔端接入SVG霍尔电流采集装置，实现了强抗干扰能力和高测量精度的SVG电流的就地采集，大大缩短了模拟信号的传输距离，通过采用光纤数字化传输，提高了传输的速度、准确率和抗干扰能力，并且很大程度的提高了传输距离，使得SVG无功补偿设备的动态电压调节能力大大提高，实现了对系统的无功进行更精确的补偿。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电流采集装置，其特征在于，所述电流采集装置包括:电流电压转换器、信号采集器、处理器和光信号转换器； 所述电流电压转换器与所述采集器相连接，所述采集器与所述处理器相连接，所述处理器与所述光信号转换器相连接； 所述电流电压转换器将接收到的SVG电流转换为模拟电压信号并发送给所述信号采集器；所述信号采集器采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器；所述处理器对所述数字电压信号进行编码处理为编码信号并发送给所述光信号转换器；所述光信号转换器将所述编码信号进行电光转换为光数据信号发送给外部的控制器。
2.根据权利要求1所述的采集装置，所述信号采集器采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器具体为:所述信号采集器包括信号采集单元，所述信号采集单元采集所述模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器。
3.根据权利要求1所述的采集装置，所述信号采集器还包括电压比较单元和基准电压单元，所述电压比较单元将所述电流电压转换器发送的模拟电压信号与基准电压单元提供的基准电压进行比较并将比较结果发送给所述处理器；所述处理器根据比较结果进行判断是否过流。
4.根据权利要求1、2或3所述的采集装置，所述信号采集器具体为差分输入的高输入阻抗的电压跟随电路。
5.根据权利要求1或2所述的采集装置，所述采集装置还包括电源，分别与所述电压电流转换器、信号采集器、处理器和光信号转换器相连接。
6.根据权利要求1所述的采集装置，所述光信号转换器包括发送单元和接收单元。
专利摘要本实用新型公开了一种电流采集装置，包括电流电压转换器、信号采集器、处理器和光信号转换器；电流电压转换器与采集器相连接，采集器与处理器相连接，处理器与光信号转换器相连接；电流电压转换器将接收到的SVG电流转换为模拟电压信号并发送给所述信号采集器；信号采集器采集模拟电压信号并转换为数字电压信号并发送给处理器；处理器对数字电压信号进行编码处理为编码信号并发送给光信号转换器；光信号转换器将编码信号进行电光转换为光数据信号发送给外部的控制器。本实用新型通过在SVG端接入电流采集装置，使模拟信号的传输距离大大缩短，抗干扰能力大大增强，从而使SVG实现高精度的无功补偿，实现对系统电压更稳定的控制。
文档编号G01R19/25GK202975136SQ20122049415
公开日2013年6月5日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者于硕峰, 李伟瑞, 魏应东, 宇文博, 徐习文, 赵云 申请人:北京三得普华科技有限责任公司