一种基于双速率双量程采样的电能质量监测装置

摘要

一种基于双速率双量程采样的电能质量监测装置，属于电力系统电能质量监测技术领域，包括宽频带电压互感器PT、宽频带电流互感器CT、锁相环PLL、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP和微控器ARM。本发明采用一套模数转换器ADC同时实现双速率、双量程采样，即两种速率同时存在、两种量程自动切换，其效果与装备两套模数转换器ADC完全一样，实现了稳态测量和瞬态捕捉两不误，而成本比装备两套ADC低得多。本发明不仅可应用于电能质量监测装置，还能用于超宽范围电能表或冲击负荷电能表，它能使电能表既保持稳态计量的高精度（尤其是微小负荷），又不丢失任何冲击性电能。

主权项

一种基于双速率双量程采样的电能质量监测装置，包括宽频带电压互感器PT、宽频带电流互感器CT、锁相环PLL、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP和微控器ARM，所述电压互感器PT和电流互感器CT分别设有交流电压信号和交流电流信号输入端，所述锁相环PLL设有交流电压信号输入端，锁相环PLL的输出端连接在模数转换器ADC的一个输入端，模数转换器ADC与数字信号处理器DSP连接，数字信号处理器DSP和微控器ARM连接；其特征在于：所述电压互感器PT的输出端与电压信号调理器VA连接，电压信号调理器VA的输出端分别连接电压信号瞬态侦测器VC和电压信号变增益放大器VG，电压信号瞬态侦测器VC的输出端连接在变增益放大器VG的控制端和数字信号处理器DSP的输入端，电压信号变增益放大器VG的输出端连接在模数转换器ADC的输入端，在电压信号变增益放大器VG的输入和输出端之间并联一只电子开关S_u；变增益放大器VG的增益由瞬态侦测器VC和电子开关S_u控制：稳态测量时瞬态侦测器VC输出低电平，使电子开关S_u接通，变增益放大器VG的增益为1，电子开关S_u断开，变增益放大器VG的增益为1/L_u；所述电流互感器CT的输出端与电流信号调理器IA连接，电流信号调理器IA的输出端分别连接电流信号瞬态侦测器IC和电流信号变增益放大器IG，电流信号瞬态侦测器IC的输出端连接在变增益放大器IG的控制端和数字信号处理器DSP的输入端，电流信号变增益放大器IG的输出端连接在模数转换器ADC的输入端，在电流信号变增益放大器IG的输入和输出端之间并联一只电子开关S_i ；变增益放大器IG的增益由瞬态侦测器IC和电子开关S_i控制：稳态测量时瞬态侦测器IC输出低电平，使电子开关S_i接通，变增益放大器IG的增益为1，电子开关S_i断开，变增益放大器IG的增益为1/L_u；上述数字信号处理器DSP具有经模数转换器ADC 以频率f_s采样得到电流和电压的直接采样序列、并从直接采样序列每隔K个数据依次抽取1个数据排列成新的二次采样序列的控制器，其中，K为大于0的整数。