用于电力监控系统的数据采集模板技术方案

本发明专利技术公开了用于电力监控系统的数据采集模板，包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元，预处理单元包括模拟量预处理模块、工频整形模块及开关量预处理模块，模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号，开关量预处理模块用于实现遥控信号的隔离；信号处理单元用于产生满足模数转换时序要求的信号；数据采集单元包括同步采样/保持模块、模数转换模块及储存器模块，模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持。本发明专利技术克服现有数据采集技术的不足，具有数据采样抗干扰能力强、精度高、速度快的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了用于电力监控系统的数据采集模板，包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元，预处理单元包括模拟量预处理模块、工频整形模块及开关量预处理模块，模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号，开关量预处理模块用于实现遥控信号的隔离；信号处理单元用于产生满足模数转换时序要求的信号；数据采集单元包括同步采样/保持模块、模数转换模块及储存器模块，模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持。本专利技术克服现有数据采集技术的不足，具有数据采样抗干扰能力强、精度高、速度快的优点。【专利说明】用于电力监控系统的数据采集模板
本专利技术涉及电力系统控制领域，尤其是涉及用于电力监控系统的数据采集模板。
技术介绍
电力监控系统有很严格的实时性要求，需采集每一时刻电流、电压、频率的幅值及变化率以判断是否发生故障。由于实际电力系统中的工频信号并不是标准的正弦信号，在50HZ的基频中叠加了很多高次谐波，因而故障发生时，信号畸变大、干扰强。同时在电力系统故障分析时，不但需要知道每一路模拟量信号的大小，还要知道信号之间的相位关系。而现有数据采集模板存在采样频率低、抗干扰能力弱、采样通路少的问题，因而数据采样、处理的精度与速度较低，随之引起的则是继电保护系统可靠性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有数据采集技术的不足，提供用于电力监控系统的数据采集模板，其具有数据采样抗干扰能力强、精度高、速度快的优点。 本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现:用于电力监控系统的数据采集模板，包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元，其中:所述预处理单元包括模拟量预处理模块、工频整形模块及开关量预处理模块，所述模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，并将微弱的工频信号放大处理转换成所需值，所述工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号，所述开关量预处理模块用于实现遥控信号的输入、自检、输出以及输入与输出间的绝缘隔离；所述信号处理单元用于产生满足模数转换时序要求的信号；所述数据采集单元包括同步采样/保持模块、模数转换模块、储存器模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持，所述储存器模块用于储存转换结果。 进一步地，所述模拟量预处理模块包括无源低通滤波及四运放大集成电路，所述开关量预处理模块包括光电耦合器及缓冲驱动器。本专利技术中，选用四运放大集成电路，具有高压范围宽，静态功耗小的特点。 进一步地，所述工频整形单元包括由LM393构成的比较器。 进一步地，所述信号处理单元包括开关量读取模块和模数控制模块，所述开关量读取模块通过开关量预处理模块读取开关开合状态，所述模数控制模块用于产生满足模数转换时序要求的信号。 与现有数据采集技术相比，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术中，通过模拟量预处理模块的设置可将信号中的高频成分滤除实现模拟量的滤波，从而有效避免信号混叠失真；通过工频整形模块的设置，可将一路电压信号整形为同相位的方波，便于测量电力线路的工频周期。通过数据采集单元的设置，可实现对12路输入模拟量信号的同步采样，从而可对每一路模拟量信号的大小及相位关系进行采集并储存。本专利技术不仅抗干扰能力强、采集精度高，且结构紧凑、性能稳定。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术所述的用于电力监控系统的数据采集模板一个具体实施例的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。 实施例1如图1所示，用于电力监控系统的数据采集模板，包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元，其中:所述预处理单元包括模拟量预处理模块、工频整形模块及开关量预处理模块，所述模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，并将微弱的工频信号放大处理转换成所需值，所述工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号，所述开关量预处理模块用于实现遥控信号的输入、自检、输出以及输入与输出间的绝缘隔离；所述信号处理单元用于产生满足模数转换时序要求的信号；所述数据采集单元包括同步采样/保持模块、模数转换模块、储存器模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持，所述储存器模块用于储存转换结果。 本专利技术中，输入模拟信号是由PTCT模板的电压电流互感器输出的12路模拟量，在进行AD转换之前，每路输入的模拟信号经过模拟量预处理模块进行预处理，可将叠加在工频信号中的高频成分滤出来，以避免混叠失真。预处理后，通过同步采样/保持模块对其进行同步采样/保持，再通过模数转换模块对其进行AD转换。同时，将采集的信号以及转换结果储存于储存器模块。经整形后的工频信号有12路，采样要求保持同步，因此在本实施例中可设计有2套数据采集单元。输入开关信号为12路输入遥控信号，每路信号的输入都要经过光电隔离。信号处理单元通过开关量预处理模块将开关量信号读入从而获取输入遥控信号的开合状态，相应地发出满足模数转换时序要求的信号控制模数转换模块。 实施例2本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定:所述模拟量预处理模块包括无源低通滤波及四运放大集成电路，所述开关量预处理模块包括光电耦合器及缓冲驱动器。本实施例中，在进行AD转换之前，每路输入的模拟信号经过无源低通滤波电路和四运放大集成电路进行预处理，无源低通滤波电路可以将叠加在工频信号中的高频成分滤出来，以避免信号混叠失真。实际设计中连续采用两次一阶低通滤波效果更佳。四运放大集成电路内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。光电耦合器的工作频率一定大于开关量变化的最大频率，否则开关量信号将不能反映开关量的开合状态。由于输入遥控信号的变化频率不是很高，普通的光电耦合器件可以满足要求。本实施例中可选用TLP181光电耦合器件，其隔离电压可达3750V，保障模板内部器件的安全；可选用SN74LVTH16244作为输入遥控信号的缓冲驱动器。 实施例3本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定:所述工频整形单元包括由LM393构成的比较器。测量电力线路的工频信号的频率，必须先将其整形转换为一个同相位的方波信号。本实施例中经过预处理后的工频信号可由LM393构成的比较器进行过零比较。 实施例4本实施例在实施例Γ3中任意一项实施例的基础上作出了如下进一步限定:所述信号处理单元包括开关量读取模块和模数控制模块，所述开关量读取模块通过开关量预处理模块读取开关开合状态，所述模数控制模块用于产生满足模数转换时序要求的信号。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的【具体实施方式】只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本专利技术的保护范围内。【权利要求】1.用于电力监控系统的数据采集模板，其特征在于:包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电力监控系统的数据采集模板，其特征在于：包括预处理单元、信号处理单元及数据采集单元，其中：所述预处理单元包括模拟量预处理模块、工频整形模块及开关量预处理模块，所述模拟量预处理模块用于滤除叠加在工频信号中的高频成分，并将微弱的工频信号放大处理转换成所需值，所述工频整形模块用于将工频信号整形转换为一个同相位的方波信号，所述开关量预处理模块用于实现遥控信号的输入、自检、输出以及输入与输出间的绝缘隔离；所述信号处理单元用于产生满足模数转换时序要求的信号；所述数据采集单元包括同步采样/保持模块、模数转换模块、储存器模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述同步采样/保持模块用于实现对多路模拟量的同步采样及保持，所述储存器模块用于储存转换结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜峰，
申请(专利权)人：四川蓝讯宝迩电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51