CN1987489A - 一种基于微机的交流电量测量装置 - Google Patents

一种基于微机的交流电量测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1987489A
CN1987489A CN 200610156515 CN200610156515A CN1987489A CN 1987489 A CN1987489 A CN 1987489A CN 200610156515 CN200610156515 CN 200610156515 CN 200610156515 A CN200610156515 A CN 200610156515A CN 1987489 A CN1987489 A CN 1987489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
pin
operational amplifier
connects
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 200610156515
Other languages
English (en)
Inventor
陈源宜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihai Yinhe High Science and Technology Industry Co Ltd
Original Assignee
Beihai Yinhe High Science and Technology Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihai Yinhe High Science and Technology Industry Co Ltd filed Critical Beihai Yinhe High Science and Technology Industry Co Ltd
Priority to CN 200610156515 priority Critical patent/CN1987489A/zh
Publication of CN1987489A publication Critical patent/CN1987489A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

一种基于微机的交流电量测量装置，涉及一种基于微机的交流电量测量装置改进的设计，该测量装置电路包括电容、电阻、二极管、运算放大器、反相器、微机处理器，其交流信号输入到(FRIN1)，经过运算放大器(U14A)、运算放大器(U14B)和运算放大器(U14C)进行放大后，再到反相器(U12A)，最后由反相器(U12A)到微机处理器(MC68332)的(TPU)，由微机处理器(MC68332)对交流信号进行处理。本发明具有电路简单、操作方便，交流电量有效值测量准确优点，该装置适宜在66KV以下的变电站中应用，用于交流电的电压、电流、频率、功率、功率因数的测量。

Description

一种基于微机的交流电量测量装置
技术领域：
本发明涉及一种基于微机的交流电量测量装置改进的设计。
背景技术：
目前在电力***66KV以下的中低压变电站中，微机保护、测控装置得到广泛的应用，其交流电量测量功能包括电压、电流、频率、功率、功率因数。现时的交流电量测量功能中，是交流信号的离散点采用定时采样，即以频率50Hz为时间基准，每20ms定时采样若干个离散点，然后通过傅立叶算法计算出其交流电量有效值。这样交流电量测量方法，当电网频率稳定保持频率50Hz的时候，测量出的电量有效值是准确的。但如果电网频率发生波动时，测量出的电量有效值，就会围绕真实值上下不断地抖动，造成测量出的电量有效值不准确。
例如，现时的CR-21B型微机保护测控装置，其设定每20ms采样20个离散点，即每个离散点定时采样时间为1ms，其不随交流***的运行状况作任何改变，并且，设定傅立叶算法所需离散点为20个。当***稳定在50Hz的时候，每周波采样20个离散点正好对应一个傅立叶计算周期，当***频率变高时，***每周波采样就小于20点；当***频率变低时，***每周波采样就大于20点，即傅立叶计算周期中所使用的20个离散点可能大于一个周波，也可能小于一个周波，所以导致测量有效值不准确。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于微机的交流电量测量装置，以克服目前电网频率变化时，造成交流电量测量有效值不准确的缺点。
为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种基于微机的交流电量测量装置电路包括电容、电阻、二极管、运算放大器、反相器、微机处理器，所述的交流信号输入端FRIN1与运算放大器U14A的引脚3连接，U14A的引脚2与电阻R82的一端、电阻R86的一端连接，而电阻R82的另一端与地GND连接，而电阻R86另一端与运算放大器U14A脚1、电阻R87一端连接，而电阻R87另一端与电阻R90的一端、电容C101一端、电容C102一端连接，电阻R90的另一端与地GND连接、电阻R95的一端连接、电阻R91一端连接，电容C101的另一端与电阻R94一端、运算放大器U14B脚7、运算放大器U14C的引脚10连接，电容C102另一端与电阻R94的另一端、运算放大器U14B的引脚6连接，电阻R95另一端与运算放大器U14C脚5连接，电阻R91另一端与运算放大器U14C脚9、电阻R98一端连接，而电阻R98另一端与运算放大器U14C的引脚8、电阻R84一端连接，电阻R84另一端与二极管V1引脚1、二极管V2的引脚2、反相器U12A脚1连接，而二极管V1引脚2与电源VCC连接，二极管V2的引脚1与地GND连接，反相器U12A引脚2与微机处理器MC68332的TPU引脚连接；所述的电路使用具有高速事件捕捉功能的微机作为处理器TPU，通过将交流信号正弦波变换为方波，让微机的计数器在方波的上升沿与下一个上升沿之间计数，该计数值随电网频率的高低实时改变，通过编程实现将该计数值按设定比例反映于定时采样时间大小，让测量电路每周波都正确采集所需的离散点。
采用上述措施的本发明，具有电路简单、操作方便，交流电量有效值测量准确优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
附图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
参看图1，图1是本发明电路原理图，从图中可看出一种基于微机的交流电量测量装置电路，包括电容、电阻、二极管、运算放大器、反相器、微机处理器，该电路交流信号输入端FRIN1与运算放大器U14A的引脚3连接，运算放大器U14A的引脚2与电阻R82的一端、电阻R86的一端连接，而电阻R82的另一端与地GND连接，而电阻R86另一端与运算放大器U14A引脚1、电阻R87一端连接，而电阻R87另一端与电阻R90的一端、电容C101一端、电容C102一端连接，电阻R90的另一端与地GND连接、电阻R95的一端连接、电阻R91一端连接，电容C101的另一端与电阻R94一端、运算放大器U14B引脚7、运算放大器U14C的引脚10连接，电容C102另一端与电阻R94的另一端、运算放大器U14B的引脚6连接，电阻R95另一端与运算放大器U14C引脚5连接，电阻R91另一端与运算放大器U14C脚9、电阻R98一端连接，而电阻R98另一端与运算放大器U14C的引脚8、电阻R84一端连接，电阻R84另一端与二极管V1引脚1、二极管V2的引脚2、反相器U12A引脚1连接，而二极管V1引脚2与电源VCC连接，二极管V2的引脚1与地GND连接，反相器U12A引脚2与微机处理器MC68332的TPU引脚连接；所述的电路使用具有高速事件捕捉功能的微机作为处理器TPU，通过将交流信号正弦波变换为方波，让微机的计数器在方波的上升沿与下一个上升沿之间计数，该计数值随电网频率的高低实时改变，通过编程实现将该计数值按设定比例反映于定时采样时间大小，让测量电路每周波都正确采集所需的离散点。
MC68332集成了定时微机处理器TPU是MC68332的一个模块，由定时器、计数器、事件捕捉通道等构成，它是智能化的控制器，在***中专门用于定时、计数控制。它不需要CPU的干预，不占用CPU的运算处理时间，能够独立执行与时间有关的操作，是一种最先进的定时器***。在本装置中，TPU定时器分辨率设定为0.8us，TPU定时器通道捕捉到输入信号上升沿时，TPU计数器开始累加计数；捕捉到输入信号下一个上升沿时，TPU计数器停止累加计数，CPU通过读取累加计数结果可以推算出精度高达0.01Hz的频率。读取累加计数后，经过程序对TPU计数器进行设置，TPU计数器又重新开始下一次计数。
所输入的交流信号经运算放大器进行饱和同相放大，然后，信号经二阶有源滤波去除高次谐波，最后，信号经二极管钳位电路与反相门电路后，输出幅值约为5V的方波进入TPU捕捉通道。方波的周期随输入交流信号频率的改变而改变，所以TPU计数器每次的累加计数大小也随之改变，将此累加计数的改变反映于采样定时时间，让采样定时时间的大小随交流信号频率的大小变化，则可以让测量回路每周波都可以完全正确采集所需的离散点，从而保证无论交流信号频率高低变化，交流电量有效值的计算结果都能保持稳定，克服当电网频率变化时，造成交流电量有效值测量不准确缺点。
采用上述所配置的电路，所输入的交流正弦信号进入运算放大器U14A的同相端，由U14A、R82、R86组成的同相放大回路放大约17倍，然后信号经过由U14B、电阻R87、R90、R95、电容C101、C102组成的滤波回路去掉100Hz以上的高次谐波后，得到平滑的正弦信号，然后正弦信号经过由U15C、R85、R99组成的同相放大回路再次放大约100倍，使正弦信号+5V、-5V之间波形的上升沿、下降沿变得陡峭，接近于方波，信号经过由R84、V1、V2组成的钳位回路，将信号电压限制在-0.7V~+5.7V之间，然后信号再经过由U12A组成的反向门电路，得出负向电压为0.7V、正向电压为5.7V的方波进入TPU捕捉通道。
方波的周期随输入交流信号频率的改变而改变，所以TPU计数器每次的累加计数大小也随之改变，将此累加计数的改变反映于采样定时时间，让采样定时时间的大小随交流信号频率的大小变化，则可以让测量回路每周波都可以完全正确采集所需的离散点，从而保证无论交流信号频率高低变化，交流电量有效值的计算结果都能保持稳定，很好地克服当电网频率变化时造成交流电量有效值失真的缺点。
本发明电路采用的元件：电阻R82、R84为1.2K，电阻R87、R88为20K，电阻R90、R91为10K，电阻R94、R95为27K，R98为1M，电容C101、C101为0.22uF，运算放大器为LF347，二极管为LL4148，反相器为74HC14，微机处理器为Motorola的MC68332。

Claims (2)

1.一种基于微机的交流电量测量装置电路，包括电容、电阻、二极管、运算放大器、反相器、微机处理器，其特征在于：所述的交流信号输入端(FRIN1)与运算放大器(U14A)的引脚(3)连接，所述的运算放大器(U14A)的引脚(2)与电阻(R82)的一端、电阻(R86)的一端连接，而电阻(R82)的另一端与地(GND)连接，而电阻(R86)另一端与运算放大器(U14A)脚(1)、电阻(R87)一端连接，而电阻(R87)另一端与电阻(R90)的一端、电容(C101)一端、电容(C102)一端连接，而电阻(R90)的另一端与地(GND)连接、电阻(R95)的一端连接、电阻(R91)一端连接，电容(C101)的另一端与电阻(R94)一端、运算放大器(U14B)引脚(7)、运算放大器(U14C)的引脚(10)连接，电容(C102)另一端与电阻(R94)的另一端、运算放大器(U14B)的引脚(6)连接，电阻(R95)另一端与运算放大器(U14C)引脚(5)连接，电阻(R91)另一端与运算放大器(U14C)脚(9)、电阻(R98)一端连接，而电阻(R98)另一端与运算放大器(U14C)的引脚(8)、电阻(R84)一端连接，电阻(R84)另一端与二极管(V1)引脚(1)、二极管(V2)的引脚(2)、反相器(U12A)引脚(1)连接，而二极管(V1)引脚(2)与电源(VCC)连接，二极管V2的引脚(1)与地(GND)连接，反相器(U12A)引脚(2)与微机处理器(MC68332)的(TPU)引脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于微机的交流电量测量装置，其特征在于：所述的电路使用具有高速事件捕捉功能的微机作为处理器(TPU)，通过将交流信号正弦波变换为方波，让微机的计数器在方波的上升沿与下一个上升沿之间计数，该计数值随电网频率的高低实时改变，通过编程实现将该计数值按设定比例反映于定时采样时间大小，让测量电路每周波都正确采集所需的离散点。
CN 200610156515 2006-12-13 2006-12-13 一种基于微机的交流电量测量装置 Pending CN1987489A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200610156515 CN1987489A (zh) 2006-12-13 2006-12-13 一种基于微机的交流电量测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200610156515 CN1987489A (zh) 2006-12-13 2006-12-13 一种基于微机的交流电量测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1987489A true CN1987489A (zh) 2007-06-27

Family

ID=38184366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200610156515 Pending CN1987489A (zh) 2006-12-13 2006-12-13 一种基于微机的交流电量测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1987489A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102200544A (zh) * 2010-12-31 2011-09-28 中国电力科学研究院 可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法
CN102207518A (zh) * 2011-03-11 2011-10-05 华为技术有限公司 一种交流电压有效值检测方法和装置
CN102707133A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 深圳世强电讯有限公司 一种测量频率可变的交流电压的装置、***和方法
CN111541295A (zh) * 2020-05-06 2020-08-14 上海广为美线电源电器有限公司 充电机输出信号的调整方法、装置、设备及存储介质

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102200544A (zh) * 2010-12-31 2011-09-28 中国电力科学研究院 可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法
CN102200544B (zh) * 2010-12-31 2016-01-20 中国电力科学研究院 可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法
CN102207518A (zh) * 2011-03-11 2011-10-05 华为技术有限公司 一种交流电压有效值检测方法和装置
CN102707133A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 深圳世强电讯有限公司 一种测量频率可变的交流电压的装置、***和方法
CN102707133B (zh) * 2012-06-12 2015-12-16 深圳市世强先进科技有限公司 一种测量频率可变的交流电压的装置、***和方法
CN111541295A (zh) * 2020-05-06 2020-08-14 上海广为美线电源电器有限公司 充电机输出信号的调整方法、装置、设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101363896B (zh) 一种高精度电压暂态事件检测与录波方法
CN203324398U (zh) 一种分布式光伏逆变器测试***
CN102624027B (zh) 一种多进程的孤岛效应检测装置及方法
CN203037775U (zh) 一种计量电流互感器故障检测装置
CN1987489A (zh) 一种基于微机的交流电量测量装置
CN102830280B (zh) 在线确定三相三线失流退补电量的方法及装置
CN102508008A (zh) 风力发电***并网母线电压跌落幅相检测***及方法
CN104267258A (zh) 一种利用不完全s变换的谐波瞬时功率计算方法
CN102253281A (zh) 一种基于软件抗谐波干扰并自动换相测量电网频率的方法
CN105301552A (zh) 电能计量装置在线校验***
CN102129042B (zh) 电池内阻检测的方法及装置
CN101713799A (zh) 三相交流电相序判别方法
CN105911430A (zh) 一种配电网络接地网腐蚀状态检测***
CN109100674A (zh) 一种基于分布式电能的计量方法、误差检测方法及装置
CN203396866U (zh) 一种电动汽车储能并网逆变器防孤岛检测***
CN103439590A (zh) 一种电能监测dsp控制***
CN107797023A (zh) 三相电压不平衡源定位方法、装置和***
CN106990381B (zh) 一种互感器磁饱和检测装置
CN108663568A (zh) 一种太阳能组件调试测试装置及其测试方法
CN102185280A (zh) 双周期可调节的变极性方波电压式转子接地保护方法
CN102937676B (zh) 负荷谐波注入污染预警的实现方法及其***
CN206162654U (zh) 一种光伏电站组件环境功率预测***
CN102749523A (zh) 一种应用于光伏逆变***的直流接地电阻检测电路
CN102914695B (zh) 具有实时延时补偿功能的谐波检测方法
CN115603664A (zh) 光伏发电计量故障的监测方法、装置、电子设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication