煤矿线路用电压电流采样装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤矿线路用电压电流采样技术领域，具体地说，涉及一种煤矿线路用电压电流采样装置及方法。该装置包括用于采集三相电的3个线电压的电压采集电路，以及用于采集三相电的3个相电流的电流采集电路；电压采集电路包括3个用于分别采集3个线电压的单相电压采集电路，单相电压采集电路包括电压互感器和第一程序增益电路；电流采集电路包括3个用于分别采集3个相电流的单相电流采集电路，单相电流采集电路包括电流互感器和第二程序增益电路。该方法基于该装置实现。本发明专利技术能够具备较佳地适用性。

【技术实现步骤摘要】
煤矿线路用电压电流采样装置及方法
本专利技术涉及煤矿线路用电压电流采样
，具体地说，涉及一种煤矿线路用电压电流采样装置及方法。
技术介绍
现有采样电路的设计，考虑了电网环境的变化对设备的影响，故在设计之初便考虑了可以仅仅通过更换电流/电压互感器，就能实现对不同电压等级电网的兼容。而此举会使得操作过于复杂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种煤矿线路用电压电流采样装置，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的煤矿线路用电压电流采样装置，其包括用于采集三相电的3个线电压的电压采集电路，以及用于采集三相电的3个相电流的电流采集电路；电压采集电路包括3个用于分别采集3个线电压的单相电压采集电路，单相电压采集电路包括电压互感器和第一程序增益电路；电压互感器设于三相电的相应两个单相线路之间以获取对应的线电压信号，第一程序增益电路用于对电压互感器所采集的信号进行放大；经第一程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元；电流采集电路包括3个用于分别采集3个相电流的单相电流采集电路，单相电流采集电路包括电流互感器和第二程序增益电路；电流互感器设于三相电的相应单相线路处以获取对应的相电流信号，第二程序增益电路用于对电流互感器所采集的信号进行放大；经第二程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元。作为优选，第一程序增益电路包括型号为PGA281的第一程序增益芯片，第一程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电压互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。作为优选，第二程序增益电路包括型号为PGA281的第二程序增益芯片，第二程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电流互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。作为优选，数模转换电路包括型号为AD7606的数模转换芯片，数模转换芯片的引脚49和50、引脚51和52以及引脚53和54分别接入3个单相电流采集电路的信号输出端，数模转换芯片的引脚55和56、引脚57和58以及引脚59和60分别接入3个单相电压采集电路的信号输出端。作为优选，还包括频率调整单元，频率调整单元用于向主控制器单元提供数模转换电路的采样脉冲。作为优选，频率调整单元包括过零检测电路和PLL倍频电路，过零检测电路用于采集电网电压波形的过零点，PLL倍频电路用于输出采样脉冲；过零检测电路包括型号为LM339的过零检测芯片和型号为74HC4052的模拟开关芯片，所述3个单相电压采集电路中的3个电压互感器的输出端分接入过零检测芯片的3个比较器中、并输出3路过零信号给模拟开关芯片，模拟开关芯片用于输出参考信号给PLL倍频电路；PLL倍频电路为100倍频电路，包括型号为CD4046的锁相环芯片和型号为CD4518的计数器芯片；PLL倍频电路用于接收模拟开关芯片输出的参考信号并产生用于发送给主控制器单元的脉冲信号以作为数模转换电路的采样触发信号。本专利技术还提供了一种煤矿线路用电压电流采样方法，其采用3个单相电压采集电路分别对三相电的3个线电压进行采集，并采用3个单相电流采集电路对三相电的3个相电流进行采集；单相电压采集电路包括第一程序增益电路，单相电流采集电路包括第二程序增益电路。作为优选，第一程序增益电路包括型号为PGA281的第一程序增益芯片，第一程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电压互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。作为优选，第二程序增益电路包括型号为PGA281的第二程序增益芯片，第二程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电流互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。通过本专利技术中的装置和方法使得：1、由于数模转换电路采用脉冲触发的方式进行周期性信号采集，故使得电流互感器和电压互感器能够直接将其采集的模拟信号转化为数字信号发送给主控制器单元，故而不需要外部多接其他设备；2、由于采用了PGA281芯片第一程序增益电路和第二程序增益电路，故能够根据电网的实际电流和电压主动对电流和/或电压信号得增益倍数进行调节，从而能够较佳地在低压小电流的情况下获得更高的分辨率、在高压大电流的情况下获得很宽的适应范围；3、由于采用了过零采样电路，能够至少采集到一路信号作为采样触发脉冲信号的输入源，故能够较佳地防止因电网缺相而导致的无法正常采集信号的情形，三相中即使有两相缺相也可保证系统的准确运行；4、由于采用了PLL倍频电路，故能够较佳地在电网频率发生波动的情形下，保证固定的采样频率；5、集成度较高，能够兼具高分辨率和宽工作范围且功能较为完善。附图说明图1为实施例1中的煤矿线路用电压电流采样装置的框图示意图；图2为实施例1中的设于U相的单相电流采集电路的电路图；图3为实施例1中的V的单相电流采集电路的电路图；图4为实施例1中的W的单相电流采集电路的电路图；图5为实施例1中的U-W相间的单相电压采集电路的电路图；图6为实施例1中的U-V相间的单相电压采集电路的电路图；图7为实施例1中的V-W相间的单相电压采集电路的电路图；图8为实施例1中的过零检测芯片及其外围电路图；图9为实施例1中的模拟开关芯片及其外围电路图；图10为实施例1中的PLL倍频电路的电路图；图11为实施例1中的数模转换电路的电路图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本专利技术进行解释而并非限定。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种煤矿线路用电压电流采样装置其包括用于采集三相电的3个线电压的电压采集电路，以及用于采集三相电的3个相电流的电流采集电路；电压采集电路包括3个用于分别采集3个线电压的单相电压采集电路，单相电压采集电路包括电压互感器和第一程序增益电路；电压互感器设于三相电的相应两个单相线路之间以获取对应的线电压信号，第一程序增益电路用于对电压互感器所采集的信号进行放大；经第一程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元；电流采集电路包括3个用于分别采集3个相电流的单相电流采集电路，单相电流采集电路包括电流互感器和第二程序增益电路；电流互感器设于三相电的相应单相线路处以获取对应的相电流信号，第二程序增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.煤矿线路用电压电流采样装置，其特征在于：包括用于采集三相电的3个线电压的电压采集电路，以及用于采集三相电的3个相电流的电流采集电路；/n电压采集电路包括3个用于分别采集3个线电压的单相电压采集电路，单相电压采集电路包括电压互感器和第一程序增益电路；电压互感器设于三相电的相应两个单相线路之间以获取对应的线电压信号，第一程序增益电路用于对电压互感器所采集的信号进行放大；经第一程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元；/n电流采集电路包括3个用于分别采集3个相电流的单相电流采集电路，单相电流采集电路包括电流互感器和第二程序增益电路；电流互感器设于三相电的相应单相线路处以获取对应的相电流信号，第二程序增益电路用于对电流互感器所采集的信号进行放大；经第二程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元。/n

【技术特征摘要】
1.煤矿线路用电压电流采样装置，其特征在于：包括用于采集三相电的3个线电压的电压采集电路，以及用于采集三相电的3个相电流的电流采集电路；
电压采集电路包括3个用于分别采集3个线电压的单相电压采集电路，单相电压采集电路包括电压互感器和第一程序增益电路；电压互感器设于三相电的相应两个单相线路之间以获取对应的线电压信号，第一程序增益电路用于对电压互感器所采集的信号进行放大；经第一程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元；
电流采集电路包括3个用于分别采集3个相电流的单相电流采集电路，单相电流采集电路包括电流互感器和第二程序增益电路；电流互感器设于三相电的相应单相线路处以获取对应的相电流信号，第二程序增益电路用于对电流互感器所采集的信号进行放大；经第二程序增益电路处理后的信号通过数模转换电路进行数模转换后发送给主控制器单元。


2.根据权利要求1所述的煤矿线路用电压电流采样装置，其特征在于：第一程序增益电路包括型号为PGA281的第一程序增益芯片，第一程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电压互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。


3.根据权利要求2所述的煤矿线路用电压电流采样装置，其特征在于：第二程序增益电路包括型号为PGA281的第二程序增益芯片，第二程序增益芯片的引脚1和11接入+5V电源、引脚13接入+12V电源、引脚16接入-12V电源、引脚12接地、引脚14和15分别接入电流互感器的两个输出端、引脚8和9分别接入数模转换电路、以及引脚3-7接入主控制器单元。


4.根据权利要求3所述的煤矿线路用电压电流采样装置，其特征在于：数模转换电路包括型号为AD7606的数模转换芯片，数模转换芯片的引脚49和50、引脚51和52以及引脚53和54分别接入3个单相电流采集电路的信号输出端，数模转换芯片的引脚55和56、引脚57和58以及引脚59和60分别接入3个单相电压采集电路的信号输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：常青，丁亮，杜向阳，王中奎，刘晋锋，蒋伟，贾璐，安伟波，
申请(专利权)人：山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿，
类型：发明
国别省市：山西;14