一种电气模拟量采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电气模拟量采集装置，包括模拟量板卡，所述模拟量板卡上设置有电压互感器，用于将监控线路的大电压信号转换为小电压信号，并实现电压信号共享；至少一块功能板卡，每块功能板卡上设置有依次连接的电流互感器、模数转换器和处理器，用于采集模拟量板卡共享的电压信号和监控线路的电流信号；背板，所述背板分别与模拟量板卡上的电压互感器和每块功能板卡上的模数转换器连接。本实用新型专利技术中模拟量板卡的电压信号可以供多块功能板卡共享，保证了每一监控线路电压、电流采集的同步性，功能板卡配置相同，大大降低了生产维护的成本。

An electrical analog acquisition device

【技术实现步骤摘要】
一种电气模拟量采集装置
本技术涉及站所配电终端的
，尤其是一种电气模拟量采集装置。
技术介绍
站所配电终端是实现配电自动化的重要组成设备，它依靠实时采集电网一次电压、电流信号来监控多路10kV电力回路的工作状态，因此对电气模拟量采集的实时性和准确性要求很高。在10kV配电自动化系统中，高压侧电压或电流信号经过一次电压(电流)互感器转换成220V或100V大电压信号(5A电流或1A电流信号)，该信号输入配电终端后再经微型互感器转换成模数转换器可接受的小信号，由模数转换器将其转换成数字信号，再输入处理器中进行计算处理。站所配电终端监控的线路处于并联关系，被监测各线路的电压都相同，但每条出线的负荷电流不一样，因此每台站所配电终端只需要1～2组电压互感器，而电流互感器则需要根据监控路数配置相应数量。由于监控的路数较多，相应需要的微型互感器也较多，且微型互感器体积较大，不可能集中到一块电路板上，目前解决此问题主要有两种方式：一种是互感器集中分布到数块电路板上，处理器等其它部件分布到另外的板上，这样就存在很多种类型的板卡，生产、维护成本较高；另一种做法是互感器分散式分布，每块互感器板上有模数转换器和MCU，模拟信号经模数转换器转换成数字信号后汇集到数据处理单元，但是，采用此种方式电压、电流的采样时刻存在差异，而配电终端不仅需要监测被监控线路的电压电流状态，还需要计算监测节点输送的电能功率，计算功率要求电压信号与电流信号的相位严格同步，否则计算结果不准确。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的是提供一种电气模拟量采集装置，确保了电气模拟量采集的准确性。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电气模拟量采集装置，包括模拟量板卡，所述模拟量板卡上设置有电压互感器，用于将监控线路的大电压信号转换为小电压信号，并实现电压信号共享；至少一块功能板卡，每块功能板卡上设置有依次连接的电流互感器、模数转换器和处理器，用于采集模拟量板卡共享的电压信号和监控线路的电流信号；背板，所述背板分别与模拟量板卡上的电压互感器和每块功能板卡上的模数转换器连接。进一步，所述背板上设置有至少一根检测信号线，所述检测信号线的数量与功能板卡的数量相同，每块功能板卡与全部的检测信号线进行连接。进一步，每块功能板卡上设置有电源和至少一个下拉电阻，每一电源的正极作为使能信号端，与检测信号线一一对应连接；所述下拉电阻的数量与功能板卡的数量相同，每一下拉电阻的一端与检测信号线一一对应连接，每一下拉电阻的另一端均与电源的负极连接。进一步，所述功能板卡有8块，所述检测信号线有8根，所述下拉电阻有8个。进一步，所述模拟量板卡、功能板卡与背板均是采用拔插式连接器实现连接。本技术的有益效果是：本技术中模拟量板卡的电压信号可以供多块功能板卡共享，保证了每一监控线路电压、电流采集的同步性，功能板卡配置相同，大大降低了生产维护的成本。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步描述：图1是电气模拟量采集装置的工作原理框图；图2是功能板卡的线路连接示意图；图3是模拟量板卡和功能板卡的等效电路图；图4是阻抗自适应数值补偿系统的工作原理框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。参照图1，本实施例的一种电气模拟量采集装置，包括模拟量板卡100，所述模拟量板卡100上设置有电压互感器，用于将监控线路的大电压信号转换为小电压信号，并实现电压信号共享；八块功能板卡200，编号1-8，每块功能板卡200上设置有依次连接的电流互感器、模数转换器201和处理器202，用于采集模拟量板卡100共享的电压信号和监控线路的电流信号；背板300，所述背板300分别与模拟量板卡100上的电压互感器和每块功能板卡200上的模数转换器201连接。本技术采用的方式综合了
技术介绍
中的两种方式，将监控一条线路的电流互感器放到一块功能卡板200上，同时功能卡板200上还有模数转换器201和处理器202，线路的电流信号采集、转换均在一块功能板卡200上完成。电压互感器单独分布到模拟量板卡100上，作为公共单元，直接输出模拟电压信号给各功能板卡200的模数转换器进行模数转换，保证了每一监控回路电压、电流采集的同步性。所述模拟量板卡100、功能板卡200与背板300均是采用拔插式连接器实现连接，安装和拆卸更加方便省力。所述背板300上设置有八根检测信号线301，所述检测信号线301的数量与功能板卡200的数量相同，编号A1-A8，每块功能板卡200与全部的检测信号线301进行连接。每块功能板卡200上设置有电源203和八个下拉电阻204，每一电源203的正极作为使能信号端，与检测信号线301一一对应连接；所述下拉电阻204的数量与功能板卡200的数量相同，每一下拉电阻204的一端与检测信号线301一一对应连接，每一下拉电阻204的另一端均与电源203的负极连接。检测信号线301用于检测对应的各块功能板卡200是否在线。参照图2，A1～A8输入功能板卡200后，经下拉电阻204接地，因此在A1～A8悬空状态下，CPU检测到其为低电平。每个功能板卡200的电源203正极输出端作为使能信号端，功能板卡200的输出的使能信号EN1在背板300上只与A1短接，功能板卡200的输出的使能信号EN2在背板300上只与A2短接，以此类推，因此当第n块功能板卡200插入背板300后，第n块功能板卡200的电源203正极与An连接，各板卡都可以检测到An为高电平，判断为第n块功能板卡200在线。通过这个方法，每块功能板卡200通过检测A1～A8是高电平的数量，即可知道电气模拟量采集装置上共有多少块功能板卡200已经插入。参照图3，根据戴维南定理，模拟量板卡100可等效为一个理想电压源uS与一个输出阻抗ZS串联，功能板卡200可等效为一个输入阻抗Zn，多块功能板卡200并联阻抗等效为ZL从而可以计算出等效阻抗ZL，进而计算出补偿系数ZK对模拟信号采样值进行补偿。模数转换器201实际获得的模拟信号为uo为：其中，等效阻抗ZL＝Z1//Z2//…//Zn，n＝1～8由上述公式可知，ZL越大，获得的电压信号uo越接近理想信号源us，即采集的电压信号越准确。实际系统信号源内阻Zs不可能等于0，模数转换芯片输入阻抗Zn也不可能等于无穷大，因此采集到的信号不可避免存在误差，但在Zs和ZL已知的情况下可以对得到的电压值进行补偿，即：其中，等效阻抗ZL＝Z1//Z2//…//Zn，n＝1～8；补偿系数ZK＝ZS+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气模拟量采集装置，其特征在于：包括/n模拟量板卡(100)，所述模拟量板卡(100)上设置有电压互感器，用于将监控线路的大电压信号转换为小电压信号，并实现电压信号共享；/n至少一块功能板卡(200)，每块功能板卡(200)上设置有依次连接的电流互感器、模数转换器(201)和处理器(202)，用于采集模拟量板卡(100)共享的电压信号和监控线路的电流信号；/n背板(300)，所述背板(300)分别与模拟量板卡(100)上的电压互感器和每块功能板卡(200)上的模数转换器(201)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电气模拟量采集装置，其特征在于：包括
模拟量板卡(100)，所述模拟量板卡(100)上设置有电压互感器，用于将监控线路的大电压信号转换为小电压信号，并实现电压信号共享；
至少一块功能板卡(200)，每块功能板卡(200)上设置有依次连接的电流互感器、模数转换器(201)和处理器(202)，用于采集模拟量板卡(100)共享的电压信号和监控线路的电流信号；
背板(300)，所述背板(300)分别与模拟量板卡(100)上的电压互感器和每块功能板卡(200)上的模数转换器(201)连接。


2.根据权利要求1所述的电气模拟量采集装置，其特征在于：所述背板(300)上设置有至少一根检测信号线(301)，所述检测信号线(301)的数量与功能板卡(200)的数量相同，每块功能板卡(200)与全部的检测信号线(301)进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，陈奎阳，罗勋华，魏浩铭，田巍巍，
申请(专利权)人：珠海许继电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44