一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置，包括交流采样模块、脉冲采集模块、海量数据处理模块、通信单元、电源模块。本实用新型专利技术通过集成电流和电压采集模块，同时获得对应的波形图，可以为其他系统提供电流和电压参数。而且通过增加脉冲采集模块使得时间与电压、电流的波形严格对应，适合更多的控制系统使用本实用新型专利技术采集的数据。本实用新型专利技术采取DSP处理器和ARM9核心处理器的双核构架，简化了处理器的处理流程，同时利用处理器的原始软件处理相应数据，使得产品不需要额外进行编程，降低了产品开发难度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力系统检测设备
，具体涉及一种现场一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置。
技术介绍
电力系统后台关口电能计量装置运维在线自动化管理系统需要获取实时电力数据，但是目前采集设备仅仅能够采集电流和电压数据，需要额外增加其他传感器才能适合新系统的需要。额外增加的设备又使得数据传输、整理工作繁杂，增加了系统的复制程度和稳定性。本技术一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置主要用于高精度高速率采集现场电压与电流波形，同时记录所诊断的关口表脉冲数量，并将这些数据通过高速以太网等通道返回服务器。远端系统主要负责对现场的波形信号进行处理，依据专用算法计算出对应时间段内的计量电量，并与关口表的数据进行比对，完成关口电能表的在线校验与故障诊断工作。同时获得的电压与电流数据可以提供给其他系统使用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能够采集电压和电流波形数据和脉冲信号的一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置。本技术通过以下技术方案解决上述技术问题，—种适用于积分电量比对系统的前置采集装置，包括交流采样模块、脉冲采集模块、海量数据处理模块、通信单元、电源模块，其特征在于，所述交流采样模块，包括互感器和AD采样芯片，采集现场负荷的电能质量数据、电压电流运行数据、电能量计量数据，以及现场负荷的谐波数据;所述互感器将变电站互感器二次电压与电流转换为弱电压信号，输入到AD采样芯片的采样通道；所述AD采样芯片将输入电压转换成时间信号，用数字滤波器处理后得到电压和电流；所述脉冲采集模块，采集现场波形以及关口电能表的脉冲数据，发送至海量数据处理模块；所述海量数据处理模块，为DSP处理器和ARM9核心处理器的双核架构，所述DSP处理器和ARM9核心处理器通过SPI 口传输数据；所述DSP处理器接收交流采样模块获得的采样数据和脉冲采集模块获得的脉冲信号，将采样数据和脉冲信号匹配后的整体数据通过SPI 口传输到AMR9核心处理器中；所述DSP处理器包括FLASH单元，存储采样数据和脉冲信号匹配后的整体数据；所述ARM9核心处理器，接收DSP处理器发送的整体数据，进行数据转换后通过通信单元发送至服务器;所述ARM9核心处理器包括时钟和NAND FLASH，所述时钟提供高精度计时，同时与服务器进行校时，向ARM9核心处理器发送时间信号，ARM9核心处理器将时间信号与DSP处理器发送的整体数据进行时间匹配;所述NAND FLASH存储ARM9核心处理器处理的数据；所述通信单元，将ARM9核心处理器转换的数据发送至服务器，并传递服务器发出的控制指令；所述电源模块，为一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置各模块提供电會泛。作为优化，所述互感器包括电压互感器和电流互感器，所述电流互感器优选为零磁通电流互感器；作为优化，所述AD采样芯片优选为Σ- Δ型AD采样芯片，所述Σ - Δ型AD采样芯片实现320点每周波的高速采样，从而实现最高8kHz的频带输入，有效位数可做到20位以上，足够确保整个电流量程范围内的数字信号精度；所述Σ- Δ型AD采样芯片为ADS1274/1278模数转换器；作为优化，所述脉冲采集模块采集到电能表发出的第一个脉冲时，开启录波通道，在采集到电能表最后一个脉冲时，关闭录波通道；作为优化，所述DSP处理器采用ADI BF51系列32位高速定点数字信号处理芯片，处理频率达到400MHz，所述FLASH单元为16Mbyte以上的高速动态RAM;作为优化，所述通信单元为以太网、GPRS无线数据模块、RS485通信网络或RS232串行通讯网络；作为优化，还有温湿度传感器，收集温度和湿度数据，发送给ARM9核心处理器;所述ARM9核心处理器将温度和湿度数据与时间信号和DSP处理器发送的整体数据进行时间匹配；作为优化，还有显示单元，显示ARM9核心处理器转换后的数据。本技术通过集成电流和电压采集模块，同时获得对应的波形图，可以为其他系统提供电流和电压参数。而且通过增加脉冲采集模块使得时间与电压、电流的波形严格对应，适合更多的控制系统使用本技术采集的数据。本技术采取DSP处理器和ARM9核心处理器的双核构架，简化了处理器的处理流程，同时利用处理器的原始软件处理相应数据，使得产品不需要额外进行编程，降低了产品开发难度。【附图说明】图1为本技术实施例工作流程图；图2为本技术实施例脉冲采集模块流程图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，进一步详细阐述本技术的内容。—种适用于积分电量比对系统的前置采集装置，包括交流采样模块、脉冲采集模块、海量数据处理模块、通信单元、电源模块、温湿度传感器和显示单元，所述交流采样模块，包括互感器和AD采样芯片，采集现场负荷的电能质量数据、电压电流运行数据、电能量计量数据，以及现场负荷的谐波数据;所述电压与电流的采样都通过互感器来实现，互感器将变电站互感器二次电压与电流转换为弱电压信号，并通过精密电阻转换，输入到AD采样芯片的采样通道。由于变电站电压一般都比较稳定，不会存在宽范围波动，因此电压互感器的选型相对比较简单，只要在变电站二次电压附近达到稳定的角差与比差即可。而变电站电流受负荷侧影响，往往会存在较大幅度的波动，例如电铁机车经过时，牵引站的二次电流会在小电流与大电流之间频繁波动，因此，电流互感器就必须有足够宽的动态范围，并且在全量程范围内保证良好的角差与比差;另一方面，现场电流往往带有较为明显的谐波，而互感器本身对于谐波就存在衰减，尤其是高次谐波，为确保计量的准确性，装置的电流互感器也必须对谐波的幅值和相位有较小的衰减，从而使所采集的波形能够尽量涵盖现场信号的所有频段，以便于服务器进行精确的计算分析。所述互感器包括电压互感器和电流互感器;所述电流互感器优选为零磁通电流互感器;所述零磁通电流互感器基于电磁感应原理，非零的磁通是互感器工作的前提，非零磁通为励磁磁通，建立在铁芯corel中，由补偿绕组NC提供，通过电磁感应原理产生二次电流的是另一个铁芯core2，在这个core2中，一次电流与二次电流磁通互相抵消，达到磁平衡时，磁通为零，从而减小铁芯非线性及带宽较窄的影响；所述AD采样芯片将输入电压转换成时间信号，用数字滤波器处理后得到电压和电流;AD采样芯片包括SAR型AD采样芯片和Σ - Δ型AD采样芯片，SAR型AD采样芯片是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值，这种AD采样芯片的特点是转换速度较快，精度高，但电力设备中应用的该类型AD采样芯片，其位数一般最高只能到18位，尽管其有效位数比例高，但总位数的限制影响了其在波动负荷计量中的应用；Σ - △型AD采样芯片是目前电能表用得较多的AD采样芯片，其原理是将输入电压转换成时间(即脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值，该类型AD最高可以做到24位采样，但采样率不如SAR型AD ；所述AD采样芯片优选为Σ- Δ型AD采样芯片，所述Σ - Δ型AD采样芯片实现320点每周波的高速采样，从而实现最高8KHZ的频带输入，有效位数可做到20位以上，足够确保当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置，包括交流采样模块、脉冲采集模块、海量数据处理模块、通信单元、电源模块，其特征在于，所述交流采样模块，包括互感器和AD采样芯片，采集现场负荷的电能质量数据、电压电流运行数据、电能量计量数据，以及现场负荷的谐波数据；所述互感器将变电站互感器二次电压与电流转换为弱电压信号，输入到AD采样芯片的采样通道；所述AD采样芯片将输入电压转换成时间信号，用数字滤波器处理后得到电压和电流；所述脉冲采集模块，采集现场波形以及关口电能表的脉冲数据，发送至海量数据处理模块；所述海量数据处理模块，为DSP处理器和ARM9核心处理器的双核架构，所述DSP处理器和ARM9核心处理器通过SPI口传输数据；所述DSP处理器接收交流采样模块获得的采样数据和脉冲采集模块获得的脉冲信号，将采样数据和脉冲信号匹配后的整体数据通过SPI口传输到AMR9核心处理器中；所述DSP处理器包括FLASH单元，存储采样数据和脉冲信号匹配后的整体数据；所述ARM9核心处理器，接收DSP处理器发送的整体数据，进行数据转换后通过通信单元发送至服务器；所述ARM9核心处理器包括时钟和NAND FLASH，所述时钟提供高精度计时，同时与服务器进行校时，向ARM9核心处理器发送时间信号，ARM9核心处理器将时间信号与DSP处理器发送的整体数据进行时间匹配；所述NAND FLASH存储ARM9核心处理器处理的数据；所述通信单元，将ARM9核心处理器转换的数据发送至服务器，并传递服务器发出的控制指令；所述电源模块，为一种适用于积分电量比对系统的前置采集装置各模块提供电能。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩婷，何喜玲，吴翔，胡健欣，杜佳，苏晨，万顷波，蔡方明，胡斌，谭伟，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司南昌供电分公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：江西;36