馈线自动化终端FTU及信号调理方法技术

本发明专利技术提供一种馈线自动化终端FTU及信号调理方法，所述馈线自动化终端FTU包括电子式传感器、采集电路信号调理电路和采集芯片；采集电路信号调理电路包括微型互感器、信号防干扰处理电路和信号调理电路；将电子式传感器、采集电路信号调理电路和采集芯片对应连接在一起，微型互感器将不处于采集芯片测量范围内的第一电压信号转换为第二电压信号并输入至信号防干扰处理电路，信号防干扰处理电路对第二电压信号进行防干扰处理，将得到的第三电压信号输入至信号调理电路，信号调理电路将第三电压信号放大，并将得到的第四电压信号输入至采集芯片，从而提高信号传输精度、降低感应高电压隐患、提升带负载能力和抗干扰性。提升带负载能力和抗干扰性。提升带负载能力和抗干扰性。

【技术实现步骤摘要】
馈线自动化终端FTU及信号调理方法


[0001]本专利技术涉及配电线路自动化
，尤其涉及一种馈线自动化终端FTU及信号调理方法。

技术介绍

[0002]馈线终端(Feeder Terminal Unit，FTU)作为中压架空线路物联网建设与改造的核心设备，部署在配电网10kV架空线路杆塔处，用于中压架空线路电网数据实时监测及故障处理等。
[0003]在图1中，交采板的信号调理模块是位于终端互感器和采集芯片之间的一种用于信号滤波、放大、保护的装置，其通过的信号是易受温度、浪涌和电磁干扰的小信号。在具体实现中，馈线终端通过集成于柱上开关的电子式互感器采集馈线上的电压电流信号。但是，电子式互感器由于自身的线缆阻抗、长度、和分布式参数，输出的无源、模拟小信号容易受到温度变化、浪涌、电磁干扰的影响。
[0004]在现有技术中，采用交采板电压信号调理电路解决上述问题，如图2所示，电压信号调理电路选择压敏电阻进行过压防护，电压互感器PT二次侧差分信号串联磁珠抑制高频噪声和干扰，配合一阶RC滤波回路，使流入计量芯片和保护芯片的差分信号符合芯片电压要求，但是，现有交采板电压信号调理电路并不能满足电子式互感器的输出信号要求，且存在信号传输精度低、感应高电压隐患、带负载能力弱、抗干扰性差以及二次侧需要负载阻抗匹配的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种馈线自动化终端FTU及信号调理方法，以解决现有技术中信号传输精度低、感应高电压隐患、带负载能力弱、抗干扰性差以及二次侧需要负载阻抗匹配的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例第一方面公开了一种馈线自动化终端FTU，所述馈线自动化终端FTU包括：电子式传感器、采集电路信号调理电路和采集芯片；所述采集电路信号调理电路包括微型互感器、信号防干扰处理电路和信号调理电路；
[0008]所述电子式传感器的输出端与所述微型互感器的输入端连接，所述电子式传感器输出第一电压信号，并将所述第一电压信号输入至所述微型互感器；
[0009]所述微型互感器的输出端与所述信号防干扰处理电路的输入端连接，所述微型互感器判断所述第一电压信号是否处于所述采集芯片测量范围内，若否，根据所述微型互感器的一次额定电压和二次额定电压的比值，将所述第一电压信号转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；若是，将所述第一电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；其中，所述第二电压信号为所述采集芯片测量范围内的电压信号；
[0010]所述信号防干扰处理电路的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号防干扰处理电路根据所述采样芯片的采样频率和目标频段，对所述第二电压信号进行防干扰处理，并将得到的第三电压信号输入至所述信号调理电路；
[0011]所述信号调理电路的输出端与所述采集芯片的输入端连接，所述信号调理电路将所述第三电压信号放大，并将得到的第四电压信号输入至所述采集芯片，使所述采集芯片将所述第四电压信号转换成以离散数字量表示的数字信号。
[0012]可选的，所述电子式传感器的输出端通过双绞屏蔽线与所述微型互感器的输入端连接；
[0013]其中，所述双绞屏蔽线的内屏蔽层在所述微型互感器的二次侧接地，所述双绞屏蔽线的外屏蔽层在所述微型互感器的一次侧接地，所述微型互感器的一次侧为所述微型互感器的输入端侧，所述微型互感器的二次侧为所述微型互感器的输出端侧。
[0014]可选的，所述微型互感器为电压型微型互感器。
[0015]可选的，所述信号防干扰处理电路包括：瞬变抑制二极管和低通滤波器；
[0016]所述瞬变抑制二极管的输入端与所述微型互感器的输出端连接，所述瞬变抑制二极管的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述瞬变抑制二极管接收所述第二电压信号，当所述瞬变抑制二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，将所述两极间的高阻抗变为低阻抗，对所述第二电压信号进行浪涌脉冲处理，并将处理后的第二电压信号输入至所述低通滤波器；
[0017]所述低通滤波器的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述低通滤波器接收所述处理后的第二电压信号，根据所述采样芯片的采样频率和目标频段，将处于所述采样频率内和所述目标频段内的处理后的第二电压信号进行衰减，得到第三电压信号，并将所述第三电压信号输入至所述信号调理电路。
[0018]可选的，所述信号调理电路包括：电阻R1、电阻R2和运算放大器；
[0019]所述电阻R1的一端接地，另一端与所述运算放大器的负输入端连接，所述电阻R2并联在所述运算放大器的负输入端和所述运算放大器的输出端之间，所述运算放大器的正输入端与所述低通滤波器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述采集芯片的输入端连接，所述运算放大器接收所述第三电压信号，利用所述第三电压信号、所述运算放大器的正输入端电压、所述运算放大器的负输入端电压以及所述运算放大器的输出端电压对所述第三电压信号进行调理放大，将得到的第四电压信号输入至所述采集芯片，使采集芯片将所述第四电压信号转换成以离散数字量表示的数字信号。
[0020]可选的，还包括：抗混叠滤波电路；
[0021]所述抗混叠滤波电路的输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述抗混叠滤波电路的输出端与所述采集芯片的输入端连接，所述抗混叠滤波电路接收所述第四电压信号，对所述第四电压信号进行抗混叠滤波处理，将得到的第五电压信号输入至所述采集芯片，使所述采集芯片将所述第五电压信号转换成以离散数字量表示的数字信号。
[0022]可选的，所述采集芯片为模数转换ADC芯片。
[0023]本专利技术实施例第二方面公开了一种信号调理方法，应用于本专利技术实施例第一方面任一项所述的馈线自动化终端FTU，所述方法包括：
[0024]采集电路信号调理电路接收第一电压信号，所述第一电压信号由电子式互感器输
出；
[0025]所述采集电路信号调理电路将所述第一电压信号进行调理，得到调理后的电压信号，并将所述调理后的电压信号输入至采集芯片，使所述采集芯片将所述调理后的电压信号转换成以离散数字量表示的数字信号。
[0026]可选的，所述采集电路信号调理电路包括：微型互感器、信号防干扰处理电路和信号调理电路，所述采集电路信号调理电路接收第一电压信号，包括：
[0027]所述微型互感器接收第一电压信号；
[0028]相应的，所述采集电路信号调理电路对所述第一电压信号进行调理，得到调理后的电压信号，包括：
[0029]所述微型互感器判断所述第一电压信号是否处于所述采集芯片测量范围内，若否，根据所述微型互感器的一次额定电压和二次额定电压的比值，将所述第一电压信号转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；若是，将所述第一电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；其中，所述第二电压信号为所述采集芯片测量范围内的电压信号；
[0030]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种馈线自动化终端FTU，其特征在于，所述馈线自动化终端FTU包括：电子式传感器、采集电路信号调理电路和采集芯片；所述采集电路信号调理电路包括微型互感器、信号防干扰处理电路和信号调理电路；所述电子式传感器的输出端与所述微型互感器的输入端连接，所述电子式传感器输出第一电压信号，并将所述第一电压信号输入至所述微型互感器；所述微型互感器的输出端与所述信号防干扰处理电路的输入端连接，所述微型互感器判断所述第一电压信号是否处于所述采集芯片测量范围内，若否，根据所述微型互感器的一次额定电压和二次额定电压的比值，将所述第一电压信号转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；若是，将所述第一电压信号输入至所述信号防干扰处理电路；其中，所述第二电压信号为所述采集芯片测量范围内的电压信号；所述信号防干扰处理电路的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述信号防干扰处理电路根据所述采样芯片的采样频率和目标频段，对所述第二电压信号进行防干扰处理，并将得到的第三电压信号输入至所述信号调理电路；所述信号调理电路的输出端与所述采集芯片的输入端连接，所述信号调理电路将所述第三电压信号放大，并将得到的第四电压信号输入至所述采集芯片，使所述采集芯片将所述第四电压信号转换成以离散数字量表示的数字信号。2.根据权利要求1所述的馈线自动化终端FTU，其特征在于，所述电子式传感器的输出端通过双绞屏蔽线与所述微型互感器的输入端连接；其中，所述双绞屏蔽线的内屏蔽层在所述微型互感器的二次侧接地，所述双绞屏蔽线的外屏蔽层在所述微型互感器的一次侧接地，所述微型互感器的一次侧为所述微型互感器的输入端侧，所述微型互感器的二次侧为所述微型互感器的输出端侧。3.根据权利要求1所述的馈线自动化终端FTU，其特征在于，所述微型互感器为电压型微型互感器。4.根据权利要求1所述的馈线自动化终端FTU，其特征在于，所述信号防干扰处理电路包括：瞬变抑制二极管和低通滤波器；所述瞬变抑制二极管的输入端与所述微型互感器的输出端连接，所述瞬变抑制二极管的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述瞬变抑制二极管接收所述第二电压信号，当所述瞬变抑制二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，将所述两极间的高阻抗变为低阻抗，对所述第二电压信号进行浪涌脉冲处理，并将处理后的第二电压信号输入至所述低通滤波器；所述低通滤波器的输出端与所述信号调理电路的输入端连接，所述低通滤波器接收所述处理后的第二电压信号，根据所述采样芯片的采样频率和目标频段，将处于所述采样频率内和所述目标频段内的处理后的第二电压信号进行衰减，得到第三电压信号，并将所述第三电压信号输入至所述信号调理电路。5.根据权利要求1所述的馈线自动化终端FTU，其特征在于，所述信号调理电路包括：电阻R1、电阻R2和运算放大器；所述电阻R1的一端接地，另一端与所述运算放大器的负输入端连接，所述电阻R2并联在所述运算放大器的负输入端和所述运算放大器的输出端之间，所述运算放大器的正输入端与所述低通滤波器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述采集芯片的输入端连
接，所述运算放大器接收所述第三电压信号，利用所述第三电压信号、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡源源，潘轲，黄吕超，张航，刑玉龙，杨洋，方金国，刘超，李云鹏，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：