[发明专利]基于相位检测的高精度高压互感器采集系统

权利要求书

1.基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其包括电子式电流互感器、高压侧信号处理电路、光纤、低压侧信号处理电路和处理器，其特征在于：所述低压侧信号处理电路包括：光电转换模块、模拟开关电路、带通滤波器、低通滤波器、自动增益控制电路和第一A/D转换器；

所述电子式电流互感器采集母线上的电流信号并将其输入至高压侧信号处理电路，高压侧信号处理电路将输入的电流信号信号进行处理、电光转换和调制后变成光信号，将该光信号输入至光纤的一端，在光纤的另一端通过光电转换模块将光信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出至模拟开关电路，模拟开关电路将输入的电压信号与预设电压幅值进行比较，当输入电压信号幅值大于预设电压值时，通过切换开关剪切尖峰脉冲信号，并将剪切后的电压信号分别输入至带通滤波器和低通滤波器；

所述带通滤波器滤除模拟开关电路输出电压信号中的直流分量，并将滤除后的电压信号输出至自动增益控制电路进行放大，放大后的信号送入第一A/D转换器进行模数转换并将转换后的数字信号输入至处理器的第一数字输入端，处理器根据该数字信号得出交流分量；

所述低通滤波器将模拟开关电路输出电压信号中的直流分量提取出来，并输入至第一A/D转换器进行模数转换并将转换后的数字信号输入至处理器的第二数字输入端，处理器根据该数字信号得出直流分量，并将交流分量除以直流分量，消除直流分量对采集系统的影响。

2.如权利要求1所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述低压侧信号处理电路还包括移相电路；

所述带通滤波器滤除模拟开关电路输出电压信号中的直流分量，并将滤除后的电压信号输出至移相电路进行相位补偿，相位补充后电压信号输入至自动增益控制电路进行放大。

3.如权利要求1所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述光电转换模块包括光电二级管、I/V转换电路和放大电路；

在光纤的另一端通过光电二极管将光信号转换为光电流信号，所述光电流信号经过I/V转换电路转换为电压信号，所述电压信号通过放大电路进行放大并输出至模拟开关电路。

4.如权利要求3所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述模拟开关电路包括单刀双掷开关、基准电压电路、电压比较器和电压跟随器；

所述放大电路输出的电压信号分别输入至电压比较器的反相输入端和电压跟随器的输入端，电压比较器的同相输入端与基准电压电路电性连接，电压跟随器的输出端与单刀双掷开关的常开触点电性连接，单刀双掷开关的常闭触点接地，电压比较器的输出端与单刀双掷开关的控制端电性连接。

5.如权利要求4所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述基准电压电路包括：电阻R11、电阻R12和5V电源；

所述5V电源通过电阻R12分别与电阻R11的一端和电压比较器的同相输入端电性连接，电阻R11的另一端接地。

6.如权利要求4所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述单刀双掷开关包括：高速模拟开关TS5A3154；

所述高速模拟开关TS5A3154的NC引脚接地，NO引脚与电压跟随器的输出端电性连接，高速模拟开关TS5A3154的IN引脚与电压比较器的输出端电性连接。

7.如权利要求1所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述高压侧信号处理电路包括：积分放大器、偏置电路、第二A/D转换器、驱动电路和电光转换模块；

所述积分放大器对电子式电流互感器采集母线上的电流信号进行积分和放大处理，并输出交流信号至偏置电路，偏置电路将所述交流信号转换为单极性正电源信号，并将所述单极性正电源信号输出至第二A/D转换器进行模数转换，输出数字信号控制驱动电路驱动电光转换模块将电信号转换为光信号，并将光信号输出至光纤的一端。

8.如权利要求7所述的基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其特征在于：所述积分器包括电阻R13-R17、电容C4、电容C5和运算放大器TLV2333；

所述电子式电流互感器通过电阻R17与运算放大器TLV2333的反相输入端电性连接，运算放大器TLV2333的同相输入端通过电阻R13接地，电容C5并联在运算放大器TLV2333的反相输入端及其输出端电性连接，电阻R14和电阻R15串联后并联在运算放大器TLV2333的反相输入端及其输出端之间，电阻R16的一端与电阻R14和电阻R15的中间连接点电性连接，电阻R16的另一端通过电容C4接地。