[发明专利]一种电子式电压互感器信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力领域中的复杂电磁干扰环境下的信号采集技术，尤其涉及一种电子式电压互感器信号采集系统。

背景技术

互感器是电力系统中最重要的测量设备之一，在电流、电压测量和继电保护中起着不可替代的作用。随着电力系统传输容量的不断增大及电压等级的不断提高，传统的电磁式互感器在绝缘、饱和、铁磁谐振等方面的问题日益突出，不能很好满足电力系统发展的需要；其输出的模拟信号也不能为现代微机计量、保护设备所用。目前电子式电压互感器基本采用电容分压原理实现对高压信号的采集，如图2所示，图中、为分压器的高、低压电容，被测高压加在高压电容上，一个与一次高压成正比的较小电压从低压电容上取出：

从上式看出，要使得相对于足够准确，电容器的稳定最为重要，因此，高、低压电容应采用相同介质材料制成。

电容分压器的输出信号需经过一系列的处理才能提供给计量、测控及保护设备，其系统原理如图2。电容分压器将待测母线电压变为较小的电压，信号处理单元对输出信号进行处理，将其转换成数字信号，再经过电/光变换后利用光纤进行数据传输。

目前电子式电压互感器的实际运用显示，互感器的准确度不存在问题，主要问题集中在低压采集单元抗干扰能，特别是高压设备投切、雷击、系统短路等暂态过程时所产生的高强度的电磁辐射骚扰，严重会导致互感器输出错误数据甚至设备被损坏。    

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述需求，提供了一种电子式电压互感器信号采集系统，能有效抵御变电站恶劣电磁环境干扰，保证设备安全可靠运行。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种电子式电压互感器信号采集系统，其不同之处在于：其包括信号隔离电路、供电软启动电路、信号采集电路、纠错控制电路、光输出电路，外部电源接入供电软启动电路后，在经过纠错控制电路后给信号隔离电路、信号采集电路、光输出电路供电；来自电容分压器的二次输出信号接入信号隔离电路，信号隔离电路输出待测信号至信号采集电路，信号采集电路包括信号调理电路、A/D模数转换模块、控制单元，待测信号依次经过信号调理电路、A/D模数转换模块、控制单元处理后由光输出电路转换成光信号对外输出。

本发明与现有技术相比有以下特点：本发明描述的信号采集系统所运用的隔离措施、电磁骚扰防护技术、软启动技术、纠错控制技术等，能有效抵御变电站恶劣电磁环境干扰，在全温范围能信号采集精度优于0.2级要求，保证设备安全可靠运行。

附图说明

图1是本发明的组成结构原理图；

图2是本发明的电容分压器原理图；

图3是本发明的信号隔离电路原理图；

图4是本发明的供电软启动电路原理图；

图5是本发明的信号采集电路中的信号调理电路原理图；

图6是本发明的纠错控制电路中的电平监测电路原理图；

图7是本发明的纠错控制电路中的温湿度监测电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细介绍。

如图1所示，本发明实施例电子式电压互感器信号采集系统，其包括信号隔离电路、供电软启动电路、信号采集电路、纠错控制电路、光输出电路，外部电源接入供电软启动电路后，在经过纠错控制电路后给信号隔离电路、信号采集电路、光输出电路供电；来自电容分压器的二次输出信号接入信号隔离电路，信号隔离电路输出待测信号至信号采集电路，信号采集电路包括信号调理电路、A/D模数转换模块、控制单元，待测信号依次经过信号调理电路、A/D模数转换模块、控制单元处理后由光输出电路转换成光信号对外输出。

进一步的说明，上述信号隔离电路，用于隔离现场设备运行所带来的干扰冲击信号，保护低压采集电路安全可靠运行；供电软启动电路，用于确保整个采集单元在恶劣条件下顺利启动，同时保证在启动过程中设备输出数据安全可靠；信号采集电路，用于对被测信号完成模数转换，保证在-40℃～+85℃的全温范围内精度满足0.2S级要求，并按照标准协议打包输出；纠错控制电路，用于对装置对各种异常状态预警防止互感器输出错误数据；光输出电路，具有硬锁输出设计，用于在异常状态情况下放置错误数据输出；外部电源接入供电软启动电路后，在经过纠错控制电路后输出干净、稳定电源，提供给信号隔离电路、信号采集电路、光输出电路；电容分压器二次输出信号接入信号隔离电路实现信号的电气隔离、防干扰处理，输出待测信号至信号采集电路，信号采集电路对信号进行调理、模数转换、打包，由光输出电路转换成光信号对外输出。