用于微机保护及测控的电参数采集模块制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，其包括电压采集单元、电流采集单元、数据采集单元和CPU处理单元，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端接于数据采集单元的输入端，数据采集单元的输出端接于CPU处理单元的输出端；数据采集单元包括相互电连接的数据采集芯片和滤波降噪电路。本实用新型专利技术通过专用的数据采集芯片AD7606BSTZ，该数据采集芯片内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、电荷再分配逐次逼近型ADC、灵活的数字滤波器以及高速串行和并行接口等等，并通过配合滤波降噪电路实现良好的数据采样精度、较大的动态范围。另外，本实用新型专利技术电路简单，采样速度快，增强了微机保护装置的保护性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，其包括电压采集单元、电流采集单元、数据采集单元和CPU处理单元，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端接于数据采集单元的输入端，数据采集单元的输出端接于CPU处理单元的输出端；数据采集单元包括相互电连接的数据采集芯片和滤波降噪电路。本技术通过专用的数据采集芯片AD7606BSTZ，该数据采集芯片内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、电荷再分配逐次逼近型ADC、灵活的数字滤波器以及高速串行和并行接口等等，并通过配合滤波降噪电路实现良好的数据采样精度、较大的动态范围。另外，本技术电路简单，采样速度快，增强了微机保护装置的保护性能。【专利说明】用于微机保护及测控的电参数采集模块
本技术属于电气设备领域，涉及一种用于电力系统中的微机保护装置，尤其涉及微机保护装置的电参数采集模块。
技术介绍
在电力系统中，由于外力、过电压、绝缘老化、操作失误、设计缺陷等因素，会发生接地、短路、过载等故障，对运行人员的安全和设备造成危害。为了减少或避免由此带来的危害，采用继电保护装置来区别电力的正常、不正常和故障状态，并做出相应的处理，如发信号和跳闸等保护措施。目前，一般是通过微机保护装置对上述需要安全保护的设备进行保护。现有的微机保护装置广泛应用于发电厂、变电站、配电站、开关站等系统的进线、馈线、厂站使用的变压器、母联、电容器、电动机、备投、PT等一次设备的保护装置，也可用于电压电流的保护及测控。其一般是由中央控制器、电压(或电流)互感器、继电器、开关电源模块等部件组成，中央控制器由电压(或电流)互感器中采样电压(或电流)信号，并对该电压(或电流)进行分析，当判断出现故障时，控制继电器的无源触点闭合，该继电器的无源触点接入需要保护的设备的回路中，控制该回路动作，从而实现对接入的设备的保护。微机保护装置一般具有电参数采集模块，其采集电力系统运行过程中运行参数(如电压、电流、有功、无功、视在、频率、功率因数等各种电参_的变化，来判断电力系统的故障性质和范围，以便进而做出相应反应和处理(如:发出警告信号或令断路器跳闸等)。因此，在微机保护装置中，用以采集运行参数的数据采集系统的性能尤为重要，其采集的速度、精度及动态范围对微机保护装置的保护性能具有十分重要的影响。现有技术中，微机保护装置的数据采集系统中，其电路结构简单，但动态范围小，且采样精度低，无法满足所需的采样精度，使得微机保护装置的保护性能差。
技术实现思路
因此，针对上述的问题，本技术提出一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，对现有的采集电路进行改进，采用专用的数据采集芯片，并通过配合数据采集芯片的外围电路实现良好的数据采样精度、较大的动态范围，以解决现有技术之不足。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是，一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，包括电压采集单元、电流采集单元、数据采集单元和CPU处理单元，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端接于数据采集单元的输入端，数据采集单元的输出端接于CPU处理单元的输出端；所述数据采集单元包括相互电连接的数据采集芯片和滤波降噪电路。进一步的，所述数据采集芯片采用芯片型号为AD7606BSTZ的数据采集芯片。更进一步的，所述滤波降噪电路包括电解电容C3、电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电解电容C7、电解电容C8、电阻R3、电阻R4和电感LI，电解电容C3的正端连接数据采集芯片的REGCAP引脚(第36引脚)，电解电容C3的负端接地；电容C4的一端串联电感LI后连接数据采集芯片的AVCC引脚(第37、38引脚)以及电源VCC，电容C4的另一端接地；电解电容C6的正端连接数据采集芯片的REGCAP引脚(第39引脚)，电解电容C6的负端接地；电解电容C7的正端连接数据采集芯片的REFIN引脚(第41引脚)，电解电容C7的负端接地；电解电容C8的正端连接数据采集芯片的REFCAPA引脚(第44引脚)和REFCAPB引脚(第45引脚)，电解电容C8的负端接地；电解电容C5的正端连接数据采集芯片的AVCC引脚(第48引脚)以及电源VCC，电解电容C5的负端接地；电阻R3的一端和电阻R4的一端均连接至电源VCC，电阻R3的另一端连接数据采集芯片的D15/BS引脚(第33引脚)，电阻R4的另一端连接数据采集芯片的REF引脚(第34引脚)。该滤波降噪电路配合数据采集芯片AD7606BSTZ，将电压采集单元和电流采集单元发送来的模拟信号量接收并处理。进一步的，所述电压采集单元包括A相电压采集单元、B相电压采集单元、C相电压采集单元和零序电压采集单元。A相电压采集单元接收A相电压信号，B相电压采集单元接收B相电压信号，C相电压采集单元接收C相电压信号，零序电压采集单元接收零序电压信号。A相电压采集单元、B相电压采集单元、C相电压采集单元和零序电压采集单元的电路结构相同。其中，A相电压采集单元包括电压互感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电容，第一电阻并联于电压互感器的两端，第二电阻的一端连接第一电阻的一端，第二电阻的另一端连接电容的一端以及数据采集芯片；第三电阻的一端连接第一电阻的另一端，第三电阻的另一端连接电容的另一端以及数据采集芯片。进一步的,所述电流采集单元包括A相电流采集单元、B相电流采集单元、C相电流采集单元和零序电流采集单元。A相电流采集单元接收A相电流信号，B相电流采集单元接收B相电流信号,C相电流采集单元接收C相电流信号,零序电流采集单元接收零序电流信号。A相电流采集单元、B相电流采集单元、C相电流采集单元和零序电流采集单元的电路结构相同，其中，A相电流采集单元包括电流互感器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容，第四电阻并联于电流互感器的两端，第五电阻的一端连接第四电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二电容的一端以及数据采集芯片；第六电阻的一端连接第四电阻的另一端，第六电阻的另一端连接第二电容的另一端以及数据采集芯片。本技术采用上述电路，通过专用的数据采集芯片AD7606BSTZ，该数据采集芯片内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、电荷再分配逐次逼近型ADC、灵活的数字滤波器以及高速串行和并行接口等等，并通过配合数据采集单元的滤波降噪电路实现良好的数据采样精度、较大的动态范围。另外，本技术的电路简单，采样速度快，进一步增强了微机保护装置的保护性能。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的电参数采集模块的原理框图；图2为本技术的实施例的电路原理图。【具体实施方式】现结合附图和【具体实施方式】对本技术进一步说明。参照图1，本技术的一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，包括电压采集单元、电流采集单元、数据采集单元和CPU处理单元，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端接于数据采集单元的输入端，数据采集单元的输出端接于CPU处理单元的输出端；所述数据采集单元包括相互电连接的数据采集芯片和滤波降噪电路。作为一个较佳的实施例，参照图2，所述数据采集芯片采用芯片型号为AD7606BSTZ的数据采集芯片。所述滤波降噪电路包括电解电容C3、电容C4、电解电容C5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微机保护及测控的电参数采集模块，其特征在于：包括电压采集单元、电流采集单元、数据采集单元和CPU处理单元，电压采集单元的输出端和电流采集单元的输出端接于数据采集单元的输入端，数据采集单元的输出端接于CPU处理单元的输出端；所述数据采集单元包括相互电连接的数据采集芯片和滤波降噪电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂芳，苏锦潮，洪培在，
申请(专利权)人：厦门高瑞特电气自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：