一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路制造技术

本申请提供了一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，包括：A/D转换器；多个电流互感器；每个电流互感器占用A/D转换器的两路采样通道，以供依据不同工作状态令A/D转换器选择采用不同采样通道的采样值；其中，每个电流互感器与所述A/D转换器之间电性连接有多个采样电阻；采样电阻的数量与电阻值依据所选A/D转换器的变比特性、最高允许输入电压、以及行业标准要求的输入动态范围进行选取。本申请能够在保护专用互感器上实现大动态范围高精度采样，同时又可以高精度计量用交流采样。整个过程无需更换互感器及采样电阻，也无需调整前置调理电路的运算放大器的放大倍数，彻底解决保护装置不能精确计量，计量装置无法大动态范围精确测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路
本申请涉及交流采样电路
，特别是涉及一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路。
技术介绍
在电力系统，各类继电保护装置、配电终端、智能电表等均安装有电流互感器，英文名称为Currenttransformer，符号为TA，是依据电磁感应原理，由闭合的铁心和初级次级绕组组成的一种可将一次大电流转换为二次小电流的仪器。一次绕组匝数较少，串在需要测量电流的电路中，而二次绕组匝数较多，串在测量仪表或保护回路中。互感器分为保护专用电流互感器和计量(或测量)专用互感器，保护专用电流互感器不易饱和，动态范围大，但精度比较低，而测量专用互感器容易饱和，动态范围小。由于互感器的这一专才专用的特性，再加上交流采样电路本身内部运算放大器等A/D采样回路也存在饱和问题，一直以来继电保护装置只能设计安装保护专用电流互感器，其他需要准确计量的设备装置则必须设计安装测量专用互感器。所以目前继电保护装置无法实现精确计量，而计量装置易饱和无法实现大动态范围测量，无法实现继电保护功能。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，用于解决现有技术中至少一个问题。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，所述交流采样电路包括：A/D转换器；多个电流互感器；每个电流互感器的次级线圈分别占用A/D转换器的两路采样通道，以供依据不同工作状态令A/D转换器选择采用不同采样通道的采样值；其中，每个电流互感器的次级线圈与所述A/D转换器之间电性连接有多个采样电阻；所述采样电阻的数量与电阻值依据所选A/D转换器的变比特性、最高允许输入电压、以及行业标准要求的输入动态范围进行选取。于本申请的一实施例中，所述采样电阻包括第一采样电阻和第二采样电阻；所述采样通道分别为第一采样通道和第二采样通道。于本申请的一实施例中，所述第一采样电阻和第二采样电阻的电阻值之和不大于所选A/D转换器最高允许输入的电压值除以所选A/D转换器的变比特性的电流值所得到的第一参考电阻值。于本申请的一实施例中，所述第二采样电阻的电阻值R2不大于第一参考电阻值除以所选A/D转换器行业标准要求的输入动态范围中最低倍数N所得到的第二参考电阻值；在市场可选的标准电阻中选取电阻值小于等于所述第二参考电阻值的标准电阻以作为第二采样电阻R2。于本申请的一实施例中，所述第一采样电阻的电阻值R1为：R1＝R2*(N-1)-R2；其中，N-1表示预设的倍率，用于满足所述第一采样通道的输入电压放大到接近所选A/D转换器行业标准要求的输入动态范围中最低倍数，以提到采样精度。于本申请的一实施例中，在工作采样时，所述A/D转换器对每个电流互感器对应的两个采样通道同时进行采样，以减少随时变化的交流输入信号带来的误差。于本申请的一实施例中，当正常工作状态时，选取第一采样通道对应的采样值，丢弃第二采样通道对应的采样值。于本申请的一实施例中，当线路发生故障时，若所述A/D转换器获取的电阻值为饱和，则丢弃第一采样通道对应的采样值，并用第二采样通道对应的采样值乘以所选A/D转换器行业标准要求的输入动态范围中最低倍数N以作为最终采样值。于本申请的一实施例中，当所述A/D转换器获取的采样值恒定为最高电阻值，则确定第一采样通道为饱和。于本申请的一实施例中，所述电流互感器的次级线圈的一端分别电性连接第一采样电阻的一端、第一电容的一端、及A/D转换器的第一采样通道端口的正极；所述第一采样电阻的另一端分别电性连接第二采样电阻的一端、第一电容的另一端、第二电容的一端、及A/D转换器的第二采样通道端口的正极；所述电流互感器的次级线圈的一端分别电性连接第二采样电阻的另一端、第二电容的另一端、A/D转换器的第一采样通道端口的负极、及A/D转换器的第二采样通道端口的负极。如上所述，本申请提供的一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，所述交流采样电路包括：A/D转换器；多个电流互感器；每个电流互感器的次级线圈分别占用A/D转换器的两路采样通道，以供依据不同工作状态令A/D转换器选择采用不同采样通道的采样值；其中，每个电流互感器的次级线圈与所述A/D转换器之间电性连接有多个采样电阻；所述采样电阻的数量与电阻值依据所选A/D转换器的变比特性、最高允许输入电压、以及行业标准要求的输入动态范围进行选取。具有以下有益效果：本申请能够在保护专用互感器上实现大动态范围高精度采样，实现了一种电路既可以大动态范围保护用交流采样，又可以高精度计量用交流采样。整个过程无需更换互感器，无需更换或切换采样电阻，也无需调整前置调理电路的运算放大器的放大倍数；可彻底解决保护装置不能精确计量，计量装置无法大动态范围精确测量的问题。附图说明图1显示为本申请于一实施例中传统继电保护装置的交流采样电路的电路示意图。图2显示为本申请于一实施例中一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路的电路示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，虽然图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，但其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本申请范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，其特征在于，所述交流采样电路包括：/nA/D转换器；/n多个电流互感器；/n每个电流互感器的次级线圈分别占用A/D转换器的两路采样通道，以供依据不同工作状态令A/D转换器选择采用不同采样通道的采样值；/n其中，每个电流互感器的次级线圈与所述A/D转换器之间电性连接有多个采样电阻；所述采样电阻的数量与电阻值依据所选A/D转换器的变比特性、最高允许输入电压、以及行业标准要求的输入动态范围进行选取。/n

【技术特征摘要】
1.一种保护与测量双用途高精度大动态范围的交流采样电路，其特征在于，所述交流采样电路包括：
A/D转换器；
多个电流互感器；
每个电流互感器的次级线圈分别占用A/D转换器的两路采样通道，以供依据不同工作状态令A/D转换器选择采用不同采样通道的采样值；
其中，每个电流互感器的次级线圈与所述A/D转换器之间电性连接有多个采样电阻；所述采样电阻的数量与电阻值依据所选A/D转换器的变比特性、最高允许输入电压、以及行业标准要求的输入动态范围进行选取。


2.根据权利要求1所述的交流采样电路，其特征在于，所述采样电阻包括第一采样电阻和第二采样电阻；所述采样通道分别为第一采样通道和第二采样通道。


3.根据权利要求2所述的交流采样电路，其特征在于，所述第一采样电阻和第二采样电阻的电阻值之和不大于所选A/D转换器最高允许输入的电压值除以所选A/D转换器的变比特性的电流值所得到的第一参考电阻值。


4.根据权利要求3所述的交流采样电路，其特征在于，所述第二采样电阻的电阻值R2不大于第一参考电阻值除以所选A/D转换器行业标准要求的输入动态范围中最低倍数N所得到的第二参考电阻值；在市场可选的标准电阻中选取电阻值小于等于所述第二参考电阻值的标准电阻以作为第二采样电阻R2。


5.根据权利要求4所述的交流采样电路，其特征在于，所述第一采样电阻的电阻值R1为：
R1＝R2*(N-1)-R2；
其中，N-1表示预设的倍率，用于满足所述第一采样通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晋宇，
申请(专利权)人：元工电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14