直流电源交流纹波监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种直流电源交流纹波监测装置，包括：数据采集单元、多路隔离工作电源、A/D转换器及CPU单元；所述数据采集单元分别连接直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述数据采集单元采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，并通过A/D转换器转换成数字信号输入CPU单元进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；所述多路隔离工作电源分别连接所述数据采集单元、多路隔离工作电源及CPU单元，并通过电源输入端子连接输入电源，提供所述数据采集单元、多路隔离工作电源及CPU单元所需的工作电源。本实用新型专利技术能够实时监测线路的交流纹波分量，降低高频纹波对直流负载、控制设备、通讯设施的影响，提高设备稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及户内电力直流电源设备运行技术指标监测
，特别是涉及一种直流电源交流纹波监测装置。
技术介绍
直流电源一般都是将交流通过整流、滤波、稳压之后形成的，由于电路中可能存在交流滤波不彻底的情况，导致直流电源中还存在一定比例的交流成分，这种夹杂在直流电源中的交流分量称纹波电压。纹波大小是衡量直流电源质量的重要指标，现在的直流整流器，逐渐使用效率高，功率密度大的高频开关电源，纹波电压也比传统的可控硅整流器大幅降低了，但是由于这种整流方式采用的是载波控制方式，使用大容量的电解电容滤波；电解电容寿命温度影响相当严重，一旦电容失效或者容量不足时，直流电压中便存在大量的高频纹波；例如，某些逆变电源、直流负载等，也存在对直流母线产生反灌交流纹波；而高频纹波对直流负载、控制设备、通讯设施都有直接影响，主要体现在如下：(1)、发生谐振而引发事故；(2)、增加附加损耗，降低用电设备的效率；(3)、易引发设备运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短设备的使用寿命；(4)、易引发继电保护、自动装置、计算机等设备运行不正常、不能正常动作或误动作；(5)、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量；(6)、干扰通信系统，甚至损坏通信设备；(7)、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；(8)、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作；又如在《GB/T-19826-2014电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》中，明确要求高频开关电源的纹波分量不大于0.5％；因此，如何监测直流电源交流纹波，是需要迫切解决的问题。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种直流电源交流纹波监测装置，实时监测线路的交流纹波分量。一种直流电源交流纹波监测装置，包括：数据采集单元、多路隔离工作电源、A/D转换器及CPU单元；所述数据采集单元分别连接直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述数据采集单元采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，并通过A/D转换器转换成数字信号输入CPU单元进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；所述多路隔离工作电源分别连接所述数据采集单元、多路隔离工作电源及CPU单元，并通过电源输入端子连接输入电源，提供所述数据采集单元、多路隔离工作电源及CPU单元所需的工作电源。上述直流电源交流纹波监测装置，数据采集单元采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，相关数据由A/D转换器转换成数字信号输入CPU单元进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；实时监测线路的交流纹波分量，降低高频纹波对直流负载、控制设备、通讯设施的影响，提高设备稳定性。附图说明图1为本技术的直流电源交流纹波监测装置结构示意图；图2为一实施例的直流电源交流纹波监测装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图阐述本技术的直流电源交流纹波监测装置的实施例。参考图1所示，图1为本技术的直流电源交流纹波监测装置结构示意图。主要包括：数据采集单元1、多路隔离工作电源2、A/D转换器3及CPU单元4；所述数据采集单元1分别连接直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述数据采集单元1采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，并通过A/D转换器3转换成数字信号输入CPU单元4进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；所述多路隔离工作电源2分别连接所述数据采集单元1、多路隔离工作电源2及CPU单元4，并通过电源输入端子201连接输入电源，提供所述数据采集单元1、多路隔离工作电源2及CPU单元4所需的工作电源，即为各用电电路提供工作电源。上述实施例的直流电源交流纹波监测装置，数据采集单元采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，相关数据由A/D转换器转换成数字信号输入CPU单元进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；实时监测线路的交流纹波分量，降低高频纹波对直流负载、控制设备、通讯设施的影响，提高设备稳定性。作为一种实施方式，上述直流电源交流纹波监测装置，CPU单元4的工作原理可以为：对采集到的直流母线电压交流分量判断若纹波电压或纹波系数超越设定阈值。根据常用的电压分析处理方法，可以判断纹波电压或纹波系数以及对地电压超越设定阈值。由于直流系统纹波在一定时间内数值时比较稳定的，可以对电压数据进行傅里叶计算，采用一阶滞后滤波法过滤偶尔的干扰信号，即可得到实际纹波值，因此，可以在CPU单元4应该该分析方法。如果是判断纹波系数，则是将纹波电压值处以直流电压值即可得到纹波系数。参考图2所示，图2为一实施例的直流电源交流纹波监测装置结构示意图。进一步地，所述数据采集单元1包括：依次连接的信号处理模块101、隔离放大电路102以及直流和交流采样模块103；所述信号处理模块101分别连接所述直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述直流和交流采样模块103连接所述A/D转换器3。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：连接所述CPU单元4的开关量信号隔离单元5；所述开关量信号隔离单元5通过开关量输入端子501接收输入的开关量信号并输入至所述CPU单元4。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：连接所述CPU单元4的继电器及驱动放大单元6；所述继电器及驱动放大单元6通过继电器输出端子601输出所述CPU单元4产生的继电器控制信号。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：连接所述CPU单元4的通信接口隔离放大电路7，可以采用RS485、RS422或RS32协议等；所述通信接口隔离放大电路7通过通信接口端子701与外部设备进行通信。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：连接所述CPU单元4的晶振及铁电存储单元8。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：连接所述CPU单元4的信号放大及蜂鸣器9。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：显示单元10，所述显示单元10通过LED驱动电路1001连接所述CPU单元4。进一步地，所述的直流电源交流纹波监测装置还包括：彩色触摸屏单元11，所述彩色触摸屏单元11通过LCD串口通讯接口1101连接所述CPU单元4。其中，多路隔离工作电源2分别为开关量信号隔离单元5、继电器及驱动放大单元6、通信接口隔离放大电路7、晶振及铁电存储单元8、信号放大及蜂鸣器9、显示单元10以及彩色触摸屏单元11提供工作电源。上述实施例的技术方案，监测结果可以以数据库方式存晶振及铁电存储单元8，通过LED显示单元10以及彩色触摸屏单元11发出报警信息，以及通过通信接口端子701将信息上传后台，以及通过继电器输出端子601提供继电器干接点信号，通过开关量输入端子501采集开关量状态信号。利用上述技术方案提供的直流电源交流纹波监测装置，纹波值可以与晶振及铁电存储单元8保存的纹波门槛值进行比较，当该值大于门槛值后，触发报警信号，如声、光、继电器等动作。本技术直流电源交流纹波监测装置，适用于发电厂、变电站等使用直流电源的场合，适用的电压等级包括直流电源24V、48V、110V、220V等。实际应用中，装置可以设置如下技术指标：(1)、电源输入范围：DC24V±20％、DC48V±20％、DC110V±20％、DC220V±20％；(2)、纹波测量幅值范围：0～2000mV；(3)、纹波测量带宽：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电源交流纹波监测装置，其特征在于，包括：数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)、A/D转换器(3)及CPU单元(4)；所述数据采集单元(1)分别连接直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述数据采集单元(1)采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，并通过A/D转换器(3)转换成数字信号输入CPU单元(4)进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；所述多路隔离工作电源(2)分别连接所述数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)及CPU单元(4)，并通过电源输入端子(201)连接输入电源，提供所述数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)及CPU单元(4)所需的工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种直流电源交流纹波监测装置，其特征在于，包括：数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)、A/D转换器(3)及CPU单元(4)；所述数据采集单元(1)分别连接直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述数据采集单元(1)采集直流正母线、直流负母线的电压交流分量，并通过A/D转换器(3)转换成数字信号输入CPU单元(4)进行监测直流母线正负极之间的交流纹波分量；所述多路隔离工作电源(2)分别连接所述数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)及CPU单元(4)，并通过电源输入端子(201)连接输入电源，提供所述数据采集单元(1)、多路隔离工作电源(2)及CPU单元(4)所需的工作电源。2.根据权利要求1所述的直流电源交流纹波监测装置，其特征在于，所述数据采集单元(1)包括：依次连接的信号处理模块(101)、隔离放大电路(102)以及直流和交流采样模块(103)；所述信号处理模块(101)分别连接所述直流正母线、直流负母线、中心线和大地；所述直流和交流采样模块(103)连接所述A/D转换器(3)。3.根据权利要求1所述的直流电源交流纹波监测装置，其特征在于，还包括：连接所述CPU单元(4)的开关量信号隔离单元(5)；所述开关量信号隔离单元(5)通过开关量输入端子(501)接收输入的开关量信号并输入至所述CPU单元(4)。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：池莲庆，王汉军，丁鹏，冯韶祥，陈文菲，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司茂名供电局，
类型：新型
国别省市：广东;44