一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统技术方案

技术编号:14363428 阅读:126 留言:0更新日期:2017-01-09 10:52
本实用新型专利技术属于电力计量保护技术领域,特别涉及一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,包括采集电源系统信号的电压和电流调理模块、计量模块、控制模块和时钟芯片,所述计量模块采用ADE7878计量芯片,所述电压和电流调理模块连接计量模块输入端,所述计量模块和时钟芯片的输出端均连接控制模块的输入端,其中所述计量模块的输出端包括测量值端口、采样值端口和脉冲端口,所述控制模块包括测量处理单元、计量处理单元和保护处理单元,所述的测量值端口、采样值端口和脉冲端口分别对应连接测量处理单元、计量处理单元和保护处理单元。本实用新型专利技术能够满足保护、测量和计量的一体化设计,扩展了系统功能,提高了数据融合和综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力计量保护
,特别是涉及一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统
技术介绍
一体化计量保护系统综合芯片、通信、算法运算等先进技术,实现电能计量和保护一体化设计,共用采样和运算单元,能够实现电力计量保护装置小型化和低成本。目前电力计量设备和保护设备分开设计和安装,造成以下不足:1.设备成本高;2.设备安装空间大;3.设备运行维护困难。设计电力计量保护一体化系统目的在于能满足电力计量保护装置一体化的需要,其中保护功能要求快速运算采样值和较高的动态范围,计量功能要求具有较高的采样精度和采样频率,因此需要在同一个系统同时满足计量和保护功能的需要,是当前需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术中的不足,实现电力计量保护一体化的功能。本技术提供了一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,能够满足保护功能的需要快速运算采样值且具有较高动态范围,同时也能满足计量要求的采样精度和采样频率,具有较好的应用前景。为解决
技术介绍
存在的问题,本技术提供了一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,包括采集电源系统信号的电压和电流调理模块、计量模块、控制模块和时钟芯片,所述计量模块采用ADE7878计量芯片,所述电压和电流调理模块连接计量模块输入端,所述计量模块和时钟芯片的输出端均连接控制模块输入端,其中计量模块的输出端包括测量值端口、采样值端口和脉冲端口,所述控制模块包括测量处理单元、计量处理单元和保护处理单元,所述的测量值端口、采样值端口和脉冲端口分别对应连接测量处理单元、计量处理单元和保护处理单元。作为本技术一体化计量保护系统的进一步改进,所述控制模块采用32位高性能单片机。作为本技术一体化计量保护系统的进一步改进,所述电压和电流调理模块包括电压输入和电流输入,所述的电压输入经电压分压电流电路连接计量模块,所述的电流输入经电流变换调理电路连接计量模块。作为本技术一体化计量保护系统的进一步改进,所述控制模块还包括计费处理单元。有益效果与现有技术相比,本技术能够满足保护需要快速运算采样值且具有较高动态范围,同时也能满足计量要求的采样精度和采样频率,扩展了电力计量保护一体化装置功能,提高了数据融合和综合利用,计量模块采用ADE7878计量芯片,ADE7878在保证0.2S精度的情况下,具有1:3000的动态范围以及7路24位采样值输出,同时又能够单独实现有、无功脉冲计量以及功率、电压和电流运算等功能,因此能够满足计量和保护一体化的应用。附图说明图1是本技术基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统的计量保护原理示意图。图中标记:1、电压和电流调理模块,2、计量模块,3、控制模块,4、时钟芯片,11、电压输入,12、电流输入,13、电压分压电流电路,14、电流变换调理电路,31、测量处理单元,32、计量处理单元,33、保护处理单元,34、计费处理单元。具体实施方式为了使本技术的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。如图所示:一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,包括采集电源系统信号的电压和电流调理模块1、计量模块2、控制模块3和时钟芯片4,所述电压和电流调理模块1连接计量模块2输入端,所述计量模块2和时钟芯片4输出端均连接控制模块3输入端,其中计量模块2的输出端包括测量值端口、采样值端口和脉冲端口,所述控制模块3为32位高性能单片机,控制模块3包括测量处理单元31、计量处理单元32、保护处理单元33和计费处理单元34,所述的测量端口、采样端口和脉冲端口分别对应连接测量处理单元31、计量处理单元32和保护处理单元33,所述电压和电流调理模块1包括电压输入11和电流输入12,所述的电压输入11经电压分压电流电路13连接计量模块2,所述的电流输入12经电流变换调理电路14连接计量模块2。本实施例中计量模块2采用ADE7878计量芯片,因为ADE7878在保证0.2S精度的情况下,具有1:3000的动态范围以及7路24位采样值输出,同时又能够单独实现有、无功脉冲计量以及功率、电压和电流运算等功能,因此能够满足计量和保护一体化的应用。本实施例通过计量模块2输入端的电压电流调理模块1,将传感信号输入计量模块2,计量模块2通过采样与积分运算后,精确地计量出有功电量和无功电量,并以脉冲形式发送给控制模块3。控制模块3依据相应费率和需量等要求对数据进行处理,得到有功电量、无功电量和分时电量。其结果保存在数据存储器中,并随时向外部接口提供信息和进行数据交换。同时,控制模块3读取计量模块2采样值,进行保护运算,判断当前工作状态,进行电路保护。ADE7878具有七个模拟输入,这些输入构成电流和电压通道。四对电流通道采用全差分输入方式:IAP和IAN、IBP和IBN、ICP和ICN,以及INP和INN。允许的最大差分输入电压为±0.5V。此外,IxP/IxN对模拟输入上的最大信号电平相对于AGND不得大于±0.5V。这些输入上容许的最大共模信号为±25mV。所有输入均具有一个可编程增益放大器,可选增益为1、2、4、8或16。IA、IB和IC输入的增益是由GAIN寄存器来设置的。对于ADE7878,IN输入的增益是由GAIN寄存器来设置的;因此,可以选用与IA、IB或IC输入不同的增益。三个电压通道采用单端电压输入方式:VAP、VBP和VCP。这些单端输入端相对于VN的最大输入电压为±0.5V。此外,VxP和VN模拟输入相对于AGND的最大信号电平为±0.5V。这些输入上容许的最大共模信号为±25mV。所有输入均具有一个可编程增益,可选增益为1、2、4、8或16。ADE7878具有七个Σ-Δ型模数转换器,在PSM0模式下,所有ADC都处于活动状态。在PSM1模式下,只有用于测量A相、B相和C相电流的ADC处于活动状态。用于测量零线电流和A、B及C相电压的ADC则处于关闭状态。PSM2和PSM3模式下会关断ADC,以将功耗降至最低。Σ-Δ型调制器以一定的速率将输入信号转换成由1和0构成的连续串行流,其中速率由采样时钟决定。接着,通过该串行数据流驱动反馈环路中的1位DAC,然后从输入信号中减去DAC输出。如果环路增益足够大,DAC输出的平均值及位流可以接近输入信号电平的平均值。对于单个采样间隔内的任意指定输入值,1位ADC的输出数据几乎没有意义。只有对大量样本求平均值,才可以获得有意义的结果。通过对来自调制器的多个位求平均值,低通滤波器可以产生与输入信号电平成正比的24位数字。以上所述,仅是本技术的较佳实施例而已,并非对本技术作任何形式上的限制,虽然本技术已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本技术,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本技术技术方案范围内,当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本技术技术方案内容,依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网
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一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统

【技术保护点】
一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,其特征在于:包括采集电源系统信号的电压和电流调理模块(1)、计量模块(2)、控制模块(3)和时钟芯片(4),所述计量模块(2)采用ADE7878计量芯片,所述电压和电流调理模块(1)连接计量模块(2)输入端,所述计量模块(2)和时钟芯片(4)的输出端均连接控制模块(3)的输入端,其中计量模块(2)的输出端包括测量值端口、采样值端口和脉冲端口,所述控制模块(3)包括测量处理单元(31)、计量处理单元(32)和保护处理单元(33),所述的测量值端口、采样值端口和脉冲端口分别对应连接测量处理单元(31)、计量处理单元(32)和保护处理单元(33)。

【技术特征摘要】
1.一种基于ADE7878计量芯片的一体化计量保护系统,其特征在于:包括采集电源系统信号的电压和电流调理模块(1)、计量模块(2)、控制模块(3)和时钟芯片(4),所述计量模块(2)采用ADE7878计量芯片,所述电压和电流调理模块(1)连接计量模块(2)输入端,所述计量模块(2)和时钟芯片(4)的输出端均连接控制模块(3)的输入端,其中计量模块(2)的输出端包括测量值端口、采样值端口和脉冲端口,所述控制模块(3)包括测量处理单元(31)、计量处理单元(32)和保护处理单元(33),所述的测量值端口、采样值端口和脉冲端口...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐晓东
申请(专利权)人:河南泓旭电气有限公司
类型:新型
国别省市:河南;41

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