基于dsp及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，尤其是涉及一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電能質(zhì)量問(wèn)題已成為電氣工程領(lǐng)域研宄的前沿課題，其集電子技術(shù)，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科于一體，其研宄水平也象征一個(gè)國(guó)家的科技水平在國(guó)際中的地位。電能質(zhì)量研宄技術(shù)的提升對(duì)于電網(wǎng)和電力用戶而言都是一個(gè)福音，因?yàn)樗婕暗絿?guó)民生產(chǎn)和人民日常生活的方方面面，特別對(duì)電力公司而言可以幫助供電公司在規(guī)劃中正確地改善供用電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及合理地?cái)U(kuò)大系統(tǒng)的容量和確定投資水平，具有重要的統(tǒng)籌意義。而通過(guò)對(duì)電網(wǎng)相關(guān)電力參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測(cè)和記錄，建立起能表征電能質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)庫(kù)，可以提前預(yù)測(cè)故障信息，提醒人們對(duì)供用電設(shè)備的安全狀態(tài)進(jìn)行檢修，有利于把損失降低到最小。同時(shí)微控制器科技迅猛發(fā)展，特別是隨著DSP的發(fā)展與應(yīng)用，使得電能質(zhì)量在檢測(cè)、監(jiān)控和分析等方面得到了提高，進(jìn)而有利于發(fā)現(xiàn)用戶供電的問(wèn)題與規(guī)律，改善電能質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提高測(cè)量精度的基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)連接，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模塊包括依次連接的檢測(cè)電路、處理電路和抑制信號(hào)輸出電路，所述的檢測(cè)電路輸入端與磁平衡式互感器連接，所述的抑制信號(hào)輸出電路輸出端與磁平衡式互感器連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。
[0006]所述的磁平衡式互感器包括兩個(gè)，分別為第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的輸入端直接與電網(wǎng)連接，所述的第二磁平衡式互感器的輸入端通過(guò)電阻與電網(wǎng)連接，兩個(gè)磁平衡式互感器的輸出端均與檢測(cè)電路連接。
[0007]所述的檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路，所述的電流檢測(cè)電路與第一磁平衡式互感器連接，所述的電壓檢測(cè)電路與第二磁平衡式互感器連接。
[0008]每個(gè)磁平衡式互感器均包括三個(gè)繞組，分別為第一繞組、第二繞組和第三繞組，所述的第一繞組與電網(wǎng)連接，所述的第二繞組與檢測(cè)電路連接，所述的第三繞組與抑制信號(hào)輸出電路連接。
[0009]所述的處理電路對(duì)電信號(hào)的處理，包括；計(jì)算得到電流、電壓、功率及功率因數(shù)值，并對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行FFT變換，計(jì)算出各次諧波含量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需添加外設(shè)AD轉(zhuǎn)換裝置，將磁平衡式互感器直接與DSP控制芯片互連；通過(guò)磁平衡式互感器與DSP控制芯片的低功耗、高運(yùn)
算精度以及實(shí)時(shí)快速數(shù)據(jù)處理能力，有效提高檢測(cè)精度的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例
[0014]電網(wǎng)中的信號(hào)電壓都是220V/380V電壓或是更高，利用現(xiàn)有的電子裝置進(jìn)行測(cè)量，較難進(jìn)行直接測(cè)量，可以利用繞組線圈感應(yīng)電流將電網(wǎng)信號(hào)變?yōu)榭蓽y(cè)的電流信號(hào)傳送到裝置中。本發(fā)明采用磁平衡式互感器。將電網(wǎng)信號(hào)接入到磁平衡式互感器的原邊線圈，通過(guò)產(chǎn)生的感應(yīng)電流接入到DSP芯片，完成對(duì)電流信號(hào)的檢測(cè)；將電網(wǎng)電壓信號(hào)通過(guò)串聯(lián)一個(gè)電阻R轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)后，同樣通過(guò)一個(gè)磁平衡式互感器可測(cè)得具體大小。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP模塊芯片3，所述的DSP芯片3包括依次連接的檢測(cè)電路、處理電路33和抑制信號(hào)輸出電路34，所述的檢測(cè)電路輸入端與磁平衡式互感器第二繞組連接，所述的抑制信號(hào)輸出電路輸出端與磁平衡式互感器第三繞組連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。
[0016]所述的磁平衡式互感器包括兩個(gè)，分別為第一磁平衡式互感器I和第二磁平衡式互感器2，所述的第一磁平衡式互感器I的輸入端直接與電網(wǎng)連接，所述的第二磁平衡式互感器2的輸入端通過(guò)電阻與電網(wǎng)連接，兩個(gè)磁平衡式互感器的輸出端均與檢測(cè)電路連接。
[0017]所述的檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路31和電壓檢測(cè)電路32，所述的電流檢測(cè)電路31與第一磁平衡式互感器I連接，所述的電壓檢測(cè)電路32與第二磁平衡式互感器2連接。
[0018]每個(gè)磁平衡式互感器均包括三個(gè)繞組，分別為第一繞組、第二繞組和第三繞組，所述的第一繞組與電網(wǎng)連接，所述的第二繞組與檢測(cè)電路連接，所述的第三繞組與抑制信號(hào)輸出電路連接。
[0019]圖1中第一磁平衡式互感器I用于電流檢測(cè)，設(shè)三線圈匝數(shù)分別為n1Q、nn、n12;第二磁平衡式互感器2用于電壓檢測(cè)，設(shè)其設(shè)三線圈匝數(shù)分別為η2(ι、η21、η22ο將兩磁平衡式互感器的第二繞組與DSP控制芯片相連，檢測(cè)感應(yīng)電流大小h、i2o根據(jù)感應(yīng)電流ip “大小，調(diào)整DSP芯片輸出的抑制電流信號(hào)i3、i4，讓第三繞組線圈在聚磁環(huán)中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與第一、第二線圈的所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，從而使、、12為0。
[0020]利用DSP芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)處理，得到電流、電壓、有功功率等參數(shù)值，同時(shí)利用FFT，Hilbert等算法計(jì)算出各次諧波含量、無(wú)功功率以及功率因數(shù)。并且通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行時(shí)序控制和計(jì)算、傳輸處理。
[0021]同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是，本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述的實(shí)施例，是用于更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，因而，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是說(shuō)明性的，不限制該發(fā)明于所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，在【具體實(shí)施方式】上可作多樣的變化。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)連接，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模塊包括依次連接的檢測(cè)電路、處理電路和抑制信號(hào)輸出電路，所述的檢測(cè)電路輸入端與磁平衡式互感器連接，所述的抑制信號(hào)輸出電路輸出端與磁平衡式互感器連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的磁平衡式互感器包括兩個(gè)，分別為第一磁平衡式互感器和第二磁平衡式互感器，所述的第一磁平衡式互感器的輸入端直接與電網(wǎng)連接，所述的第二磁平衡式互感器的輸入端通過(guò)電阻與電網(wǎng)連接，兩個(gè)磁平衡式互感器的輸出端均與檢測(cè)電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路，所述的電流檢測(cè)電路與第一磁平衡式互感器連接，所述的電壓檢測(cè)電路與第二磁平衡式互感器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，其特征在于，每個(gè)磁平衡式互感器均包括三個(gè)繞組，分別為第一繞組、第二繞組和第三繞組，所述的第一繞組與電網(wǎng)連接，所述的第二繞組與檢測(cè)電路連接，所述的第三繞組與抑制信號(hào)輸出電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的處理電路對(duì)電信號(hào)的處理，包括:計(jì)算得到電流、電壓、功率及功率因數(shù)值，并對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行FFT變換，計(jì)算出各次諧波含量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于DSP及磁平衡式互感器的電量數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器與電網(wǎng)連接，所述的轉(zhuǎn)換器包括相互連接的磁平衡式互感器和DSP芯片，所述的DSP模塊包括依次連接的檢測(cè)電路、處理電路和抑制信號(hào)輸出電路，所述的檢測(cè)電路輸入端與磁平衡式互感器連接，所述的抑制信號(hào)輸出電路輸出端與磁平衡式互感器連接，所述的磁平衡式互感器與電網(wǎng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需添加外設(shè)AD轉(zhuǎn)換裝置，將磁平衡式互感器直接與DSP控制芯片互連；通過(guò)磁平衡式互感器與DSP控制芯片的低功耗、高運(yùn)算精度以及實(shí)時(shí)快速數(shù)據(jù)處理能力，有效提高檢測(cè)精度的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量。
【IPC分類】G01R31-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104678213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510055884
【發(fā)明人】殳國(guó)華, 陳敏捷, 周平, 李丹, 張士文
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日