一种配电柜交流互感器信号采集转换装置的制作方法

一种配电柜交流互感器信号采集转换装置
1.技术领域：
2.本实用新型涉及电子信息技术领域，特别涉及一种配电柜交流互感器信号采集转换装置。
3.

背景技术：

4.输配电领域中，10kv高压母线接入电压互感器后，通过电压互感器转换的电压输出标准为100v交流信号。在输配电在线监测和综合保护设备中，需要将交流信号输出的模拟量进行信号处理。
5.采样电流或电压信号通常通过采样电阻将信号进行转换、放大、采样即可，直流信号一般都可以这样处理，但对于交流互感器输出的交流信号，无法直接输入单极性的ad模数转换芯片进行采样；若采用双极性输入的ad模数转换芯片，就需要增加一个负电源，电路设计随之变的复杂。
6.

技术实现要素：

7.本实用新型提供一种配电柜交流互感器信号采集转换装置，用以解决现有技术中交流互感器输出的交流信号无法满足单极性ad转换芯片的信号输入要求，采用双极性ad转换芯片，又增加了电路设计的复杂程度，电路成本随之升高的问题。
8.本实用新型提供一种配电柜交流互感器信号采集转换装置，包括：配电柜柜体，柜体内安装电流型电压互感器，电流型电压互感器二次侧一端接地；
9.信号采集转换单元，其输入端与电流型电压互感器二次侧另一端电连接，输出端与模数转换单元信号输入端电连接，用于采集电流型电压互感器二次侧的交流电压信号并转换为脉动直流电信号；
10.信号采集转换单元包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻；第一电阻、第二电阻、第三电阻y型连接，且连接点接地，第一电阻另一端为信号采集转换单元输入端，第二电阻另一端为信号采集转换单元输出端，第三电阻另一端连接参考电压源。
11.较佳的，电流型电压互感器二次侧与信号采集转换单元之间连接电压采样变换单元，用于采集电流型电压互感器二次侧的交流电压信号并按比例进行电压变换；电压采样变换单元包括采样电阻和相位调节电容，采样电阻和相位调节电容分别顺序并联在电流型电压互感器二次侧两端。
12.较佳的，配电柜交流互感器信号采集转换装置，还包括综合保护测控装置，综合保护测控装置包括微处理器、模数转换单元、显示屏幕、信号输入按钮以及通信模块；模数转换单元、显示屏幕、信号输入按钮以及通信模块皆与微处理器连接。
13.较佳的，信号采集转换单元还包括滤波电容c1，第一电阻、第二电阻、第三电阻的连接点，通过滤波电容c1与地连接。
14.较佳的，电流型电压互感器为tv31b系列电压互感器。
15.较佳的，综合保护测控装置安装于柜体前面板上。
16.较佳的，模数转换单元为单极性模数转换器。
17.较佳的，电流型电压互感器一次侧串接入限流电阻。
18.本实用新型有益效果包括：本装置通过在电流型电压互感器与ad转换模块之间增加电压采样变换单元和信号采集转换单元，将电流型电压互感器输出的模拟量信号进行处理，以满足ad转换模块对输入信号范围的要求；信号采集转换单元仅采用电阻，实现交流互感器进行电压等比例转换后，基于参考电压进行电压抬升，将交流信号转换为电压≥0方向不变只改变电压大小的脉动直流电。
19.附图说明：
20.附图1是一幅较佳实施方式的配电柜交流互感器信号采集转换装置的结构示意图；
21.附图2是一幅较佳实施方式的配电柜交流互感器信号采集转换装置的电路图。
22.具体实施方式：
23.鉴于此，本实用新型提供了一种配电柜交流互感器信号采集转换装置，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.另外，需要理解的是，在本实用新型实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
26.参阅图1所示，一种配电柜交流互感器信号采集转换装置，包括：包括：配电柜柜体，柜体内安装电流型电压互感器1，电流型电压互感器1二次侧一端接地；
27.信号采集转换单元3，其输入端与电流型电压互感器1二次侧另一端电连接，输出端与模数转换单元41信号输入端电连接，用于采集电流型电压互感器1二次侧的交流电压信号并转换为脉动直流电信号。
28.具体的，电流型电压互感器1一次侧连接于电压互感器的输出端，电流型电压互感器柜体内部。这里的电压互感器和变压器类似，是用来变换电压的仪器，输出电压等级为100v。但电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器。而本实用新型实施例中的电流型电压互感器，是用于将高电平的交流电压信号精确变换为低电平的交流电压信号，用于基于微处理器的电子电路，相比于电压互感器输出电压等级进一步等比例降低，实际上为初次级匝比接近的ma级电流互感器。
29.电流型电压互感器1一次侧串接入限流电阻r5，将电压信号转变为ma级电流信号；电流型电压互感器1二次侧与信号采集转换单元3之间连接电压采样变换单元2，用于采集电流型电压互感器1二次侧的交流电压信号并按比例进行电压变换；电压采样变换单元2包括采样电阻r4和相位调节电容c2，采样电阻r4和相位调节电容c2分别顺序并联在电流型电压互感器1二次侧两端。电流型电压互感器1二次侧的交流输出信号（ma级电流信号）通过采样电阻r4转化为信号采集转换单元3能够接收的二次交流信号（交流电压信号），该二次交流信号与交流输出信号保持正比关系，实现电压变换的目的；相位调节电容c2用于调节输入信号与输出信号的角差，保证采集信号（二次交流信号）的相位与输入信号（交流输出信
号）一致。
30.信号采集转换单元3包括第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3；第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3y型连接，且连接点接地，第一电阻r1另一端为信号采集转换单元3输入端，第二电阻r2另一端为信号采集转换单元3输出端，第三电阻r3另一端连接参考电压源vref，其中第一电阻r1和第三电阻r3的阻值相同。当经过电压采样变化单元的信号处理过程后，输出的二次交流信号与参考电压源vref的电压值相同时，第一电阻r1和第三电阻r3两端电压相同，第一电阻r1和第三电阻r3中没有电流流过，因此，三个电阻的连接点处电压与第一电阻r1和第三电阻r3两端电压相同，即第二电阻r2与第一电阻r1和第三电阻r3连接的一端电压与参考电压源vref的电压值相同，实际过程中，交流信号变化时，基本不会出现第一电阻r1和第三电阻r3两端电压相同的情况，瞬时变化过程中，通常进入第一电阻r1的输入电压都小于参考电压源的基准电压，这样就会持续有电压输出；当输出的二次交流信号为0v时，第一电阻r1和第三电阻r3两端的电压差为参考电压源vref的电压值，则三个电阻的连接点处电压为二分之一参考电压；当输出的二次交流信号为负的参考电压源vref的电压值时，第一电阻r1和第三电阻r3两端的电压差为2倍的参考电压源vref的电压值，则三个电阻的连接处电压为0v。基于以上对三个电阻连接点出电压的分析，经过第二电阻r2，等比例输出电压至模数转换模块，实现了将二次交流信号转换成大于等于0v的脉动直流电信号，满足单电源模数转换对输入信号的要求。
31.信号采集转换单元3还包括滤波电容c1，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3的连接点，通过滤波电容c1与地连接。信号从滤波电容c1通过市，杂波直接进地线，滤除了干扰。
32.配电柜交流互感器信号采集转换装置，还包括综合保护测控装置4，综合保护测控装置4安装于柜体前面板上。综合保护测控装置4包括微处理器42、模数转换单元41、显示屏幕44、信号输入按钮45以及通信模块43；模数转换单元41、显示屏幕44、信号输入按钮45以及通信模块43皆与微处理器42连接。通过将交流互感器的信号，采集处理后，输入综合保护测控装置4的模数转换单元41，微处理器42再基于该信号完成变电站控制、保护、测控等等功能，并通过显示屏幕44显示在柜体前面板，信号输入按钮45用于进行分闸、合闸等等操作。