一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路制造技術

本申請提供了一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路，包括：A/D轉換器；多個電流互感器；每個電流互感器占用A/D轉換器的兩路采樣通道，以供依據不同工作狀態令A/D轉換器選擇采用不同采樣通道的采樣值；其中，每個電流互感器與所述A/D轉換器之間電性連接有多個采樣電阻；采樣電阻的數量與電阻值依據所選A/D轉換器的變比特性、最高允許輸入電壓、以及行業標準要求的輸入動態范圍進行選取。本申請能夠在保護專用互感器上實現大動態范圍高精度采樣，同時又可以高精度計量用交流采樣。整個過程無需更換互感器及采樣電阻，也無需調整前置調理電路的運算放大器的放大倍數，徹底解決保護裝置不能精確計量，計量裝置無法大動態范圍精確測量的問題。無法大動態范圍精確測量的問題。無法大動態范圍精確測量的問題。

【技術實現步驟摘要】
一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路


[0001]本申請涉及交流采樣電路
，特別是涉及一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路。

技術介紹

[0002]在電力系統，各類繼電保護裝置、配電終端、智能電表等均安裝有電流互感器，英文名稱為Current transformer，符號為TA，是依據電磁感應原理，由閉合的鐵心和初級次級繞組組成的一種可將一次大電流轉換為二次小電流的儀器。一次繞組匝數較少，串在需要測量電流的電路中，而二次繞組匝數較多，串在測量儀表或保護回路中。
[0003]互感器分為保護專用電流互感器和計量(或測量)專用互感器，保護專用電流互感器不易飽和，動態范圍大，但精度比較低，而測量專用互感器容易飽和，動態范圍小。由于互感器的這一專才專用的特性，再加上交流采樣電路本身內部運算放大器等A/D采樣回路也存在飽和問題，一直以來繼電保護裝置只能設計安裝保護專用電流互感器，其他需要準確計量的設備裝置則必須設計安裝測量專用互感器。
[0004]所以目前繼電保護裝置無法實現精確計量，而計量裝置易飽和無法實現大動態范圍測量，無法實現繼電保護功能。

技術實現思路

[0005]鑒于以上所述現有技術的缺點，本申請要解決的技術問題在于提供一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路，用于解決現有技術中至少一個問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本申請提供一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路，所述交流采樣電路包括：A/D轉換器；多個電流互感器；每個電流互感器的次級線圈分別占用A/D轉換器的兩路采樣通道，以供依據不同工作狀態令A/D轉換器選擇采用不同采樣通道的采樣值；其中，每個電流互感器的次級線圈與所述A/D轉換器之間電性連接有多個采樣電阻；所述采樣電阻的數量與電阻值依據所選A/D轉換器的變比特性、最高允許輸入電壓、以及行業標準要求的輸入動態范圍進行選取。
[0007]于本申請的一實施例中，所述采樣電阻包括第一采樣電阻和第二采樣電阻；所述采樣通道分別為第一采樣通道和第二采樣通道。
[0008]于本申請的一實施例中，所述第一采樣電阻和第二采樣電阻的電阻值之和不大于所選A/D轉換器最高允許輸入的電壓值除以所選A/D轉換器的變比特性的電流值所得到的第一參考電阻值。
[0009]于本申請的一實施例中，所述第二采樣電阻的電阻值R2不大于第一參考電阻值除以所選A/D轉換器行業標準要求的輸入動態范圍中最低倍數N所得到的第二參考電阻值；在市場可選的標準電阻中選取電阻值小于等于所述第二參考電阻值的標準電阻以作為第二采樣電阻R2。
[0010]于本申請的一實施例中，所述第一采樣電阻的電阻值R1為：R1＝R2*(N
?
1)
?
R2；其
中，N
?
1表示預設的倍率，用于滿足所述第一采樣通道的輸入電壓放大到接近所選A/D轉換器行業標準要求的輸入動態范圍中最低倍數，以提到采樣精度。
[0011]于本申請的一實施例中，在工作采樣時，所述A/D轉換器對每個電流互感器對應的兩個采樣通道同時進行采樣，以減少隨時變化的交流輸入信號帶來的誤差。
[0012]于本申請的一實施例中，當正常工作狀態時，選取第一采樣通道對應的采樣值，丟棄第二采樣通道對應的采樣值。
[0013]于本申請的一實施例中，當線路發生故障時，若所述A/D轉換器獲取的電阻值為飽和，則丟棄第一采樣通道對應的采樣值，并用第二采樣通道對應的采樣值乘以所選A/D轉換器行業標準要求的輸入動態范圍中最低倍數N以作為最終采樣值。
[0014]于本申請的一實施例中，當所述A/D轉換器獲取的采樣值恒定為最高電阻值，則確定第一采樣通道為飽和。
[0015]于本申請的一實施例中，所述電流互感器的次級線圈的一端分別電性連接第一采樣電阻的一端、第一電容的一端、及A/D轉換器的第一采樣通道端口的正極；所述第一采樣電阻的另一端分別電性連接第二采樣電阻的一端、第一電容的另一端、第二電容的一端、及A/D轉換器的第二采樣通道端口的正極；所述電流互感器的次級線圈的一端分別電性連接第二采樣電阻的另一端、第二電容的另一端、A/D轉換器的第一采樣通道端口的負極、及A/D轉換器的第二采樣通道端口的負極。
[0016]如上所述，本申請提供的一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路，所述交流采樣電路包括：A/D轉換器；多個電流互感器；每個電流互感器的次級線圈分別占用A/D轉換器的兩路采樣通道，以供依據不同工作狀態令A/D轉換器選擇采用不同采樣通道的采樣值；其中，每個電流互感器的次級線圈與所述A/D轉換器之間電性連接有多個采樣電阻；所述采樣電阻的數量與電阻值依據所選A/D轉換器的變比特性、最高允許輸入電壓、以及行業標準要求的輸入動態范圍進行選取。
[0017]具有以下有益效果：
[0018]本申請能夠在保護專用互感器上實現大動態范圍高精度采樣，實現了一種電路既可以大動態范圍保護用交流采樣，又可以高精度計量用交流采樣。整個過程無需更換互感器，無需更換或切換采樣電阻，也無需調整前置調理電路的運算放大器的放大倍數；可徹底解決保護裝置不能精確計量，計量裝置無法大動態范圍精確測量的問題。
附圖說明
[0019]圖1顯示為本申請于一實施例中傳統繼電保護裝置的交流采樣電路的電路示意圖。
[0020]圖2顯示為本申請于一實施例中一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路的電路示意圖。
具體實施方式
[0021]以下通過特定的具體實例說明本申請的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本申請的其他優點與功效。本申請還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離
本申請的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0022]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本申請的基本構想，雖然圖式中僅顯示與本申請中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，但其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0023]在通篇說明書中，當說某部分與另一部分“連接”時，這不僅包括“直接連接”的情形，也包括在其中間把其它元件置于其間而“間接連接”的情形。另外，當說某種部分“包括”某種構成要素時，只要沒有特別相反的記載，則并非將其它構成要素，排除在外，而是意味著可以還包括其它構成要素。
[0024]其中提到的第一、第二及第三等術語是為了說明多樣的部分、成分、區域、層及/或段而使用的，但并非限定于此。這些術語只用于把某部分、成分、區域、層或段區別于其它部分、成分、區域、層或段。因此，以下敘述的第一部分、成分、區域、層或段在不超出本申請范圍的范圍內，可以言及到第二部分、成分、區域、層或段本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種保護與測量雙用途高精度大動態范圍的交流采樣電路，其特征在于，所述交流采樣電路包括：A/D轉換器；多個電流互感器；每個電流互感器的次級線圈分別占用A/D轉換器的兩路采樣通道，以供依據不同工作狀態令A/D轉換器選擇采用不同采樣通道的采樣值；其中，每個電流互感器的次級線圈與所述A/D轉換器之間電性連接有多個采樣電阻；所述采樣電阻的數量與電阻值依據所選A/D轉換器的變比特性、最高允許輸入電壓、以及行業標準要求的輸入動態范圍進行選取。2.根據權利要求1所述的交流采樣電路，其特征在于，所述采樣電阻包括第一采樣電阻和第二采樣電阻；所述采樣通道分別為第一采樣通道和第二采樣通道。3.根據權利要求2所述的交流采樣電路，其特征在于，所述第一采樣電阻和第二采樣電阻的電阻值之和不大于所選A/D轉換器最高允許輸入的電壓值除以所選A/D轉換器的變比特性的電流值所得到的第一參考電阻值。4.根據權利要求3所述的交流采樣電路，其特征在于，所述第二采樣電阻的電阻值R2不大于第一參考電阻值除以所選A/D轉換器行業標準要求的輸入動態范圍中最低倍數N所得到的第二參考電阻值；在市場可選的標準電阻中選取電阻值小于等于所述第二參考電阻值的標準電阻以作為第二采樣電阻R2。5.根據權利要求4所述的交流采樣電路，其特征在于，所述第一采樣電阻的電阻值R1為：R1＝R2*(N
?
1)
?
R2；其中，N
?
1表示預設的倍率...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂晉宇，
申請(專利權)人：元工電氣科技有限公司，
類型：新型
國別省市：