CN207689568U - 电子配电网数据采集传输器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的电子配电网数据采集传输器，包括数据采集电路、方波转换电路、频率电压转换电路、通讯电路，数据采集电路连接方波转换电路，方波转换电路经传输线连接到频率电压转换电路，频率电压转换电路连接通讯电路；有效的避免了信号传输过程中衰减、受外界干扰的问题，提高了信号测量、采集的精度。本实用新型构思巧妙、结构简单，互感器采集配电网数据，转换为方波频率信号后经传输线传输配电终端，频率电压转换电路转换为成正比的0‑5V幅值电压信号后进入单片机，把数据直接传送至电平转换芯片数据端，发送到无线网络，避免了信号传输过程中衰减、受外界干扰的问题，提高了信号测量、采集的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网安全技术领域，特别是电子配电网数据采集传输器。
背景技术
配电网主要应用10KV 变电站，直接关系到公民用电安全，主要传输部署在供电局的配电调度监控和数据采集***和部署在现场的配电终端之间的通信数据，而现场的配电终端传感器采集的微弱信号在传输过程易衰减且受外界环境干扰，准确性、可靠性差，影响了对电网数据的准确把握、及时校验。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供电子配电网数据采集传输器，将传感器检测的配电数据、转换为数字方波信号，经传输线传输至配电终端的通讯电路中发送到无线网络，避免了信号传输过程中衰减、受外界干扰的问题，提高了信号测量、采集的精度。
其解决的技术方案是，包括数据采集电路、方波转换电路、频率电压转换电路、通讯电路，其特征在于，数据采集电路连接方波转换电路，方波转换电路经传输线连接到频率电压转换电路，频率电压转换电路连接通讯电路；
所述方波转换电路包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电容C4的一端、电阻R6的一端、运算放大器AR1的输出端，运算放大器AR1的同相输入端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R9的下端、接地电阻R10的一端，运算放大器AR2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R6的另一端、电阻R9的另一端、频率电压转换芯片U1的引脚14；
所述频率电压转换电路包括频率电压转换芯片U1，频率电压转换芯片U1的引脚1连接电源+12V，频率电压转换芯片U1的引脚8连接电源-12V，频率电压转换芯片U1的引脚12、引脚13连接地，频率电压转换芯片U1的引脚15分别连接电阻R11的一端、二极管D1的正极，电阻R11的另一端连接电源+5V，二极管D1的负极连接地，频率电压转换芯片U1的引脚5分别连接二极管D2的负极、电容C5的一端，二极管D2的正极连接地，电容C5的另一端分别连接频率电压转换芯片U1的引脚4、引脚7、接地电阻R12的一端、接地电容C6的一端。
本实用新型构思巧妙、结构简单，互感器采集配电网数据，转换为方波频率信号后经传输线传输配电终端，频率电压转换电路转换为成正比的0-5V幅值电压信号后进入单片机，把数据直接传送至电平转换芯片数据端，发送到无线网络，避免了信号传输过程中衰减、受外界干扰的问题，提高了信号测量、采集的精度。
附图说明
图1为本实用新型的电路连接模块图。
图2为本实用新型的电路连接原理图。
具体实施方式
为有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
实施例一，电子配电网数据采集传输器，包括数据采集电路采集的配电网数据进入方波转换电路转换为数字方波频率信号，经传输线传输到频率电压转换电路，转换为成正比的0-5V幅值电压信号，通过通讯电路中光纤通讯接口发送到无线网络；所述方波转换电路用于将传感器检测的配电网数据转换为数字方波频率信号，包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的输出端经电阻R9、R10分压后经电阻R7反馈到运算放大器AR2的同相输入端，电容C4、电阻R6组成的积分电路引入负反馈，运算放大器AR2为比较器，运算放大器AR1输出电压瞬间，电容C4两端电压不能突变，运算放大器AR2输出电压通过R8按指数规律向电容C4充电，电容C4充电电压和运算放大器AR1输出电压耦合后电压小于负饱和值时，运算放大器AR2输出电压便从负饱和值迅速翻转到正饱和值，运算放大器AR2输出电压又通过R8 给C4反向充电，输出状态再次翻转，如此循环便产生了一系列的方波，经传输线传输到频率电压转换芯片U1的引脚14；所述频率电压转换电路接收经传输线传输过来的方波频率信号，转换为成正比的0-5V幅值电压信号，包括型号为AD651的频率电压转换芯片U1，其为双电源供电，频率电压转换芯片U1的引脚1连接电源+12V，频率电压转换芯片U1的引脚8连接电源-12V，频率电压转换芯片U1的引脚12、引脚13连接地，电压转换芯片U1的引脚14接收方波电路输出的方波频率信号，频率电压转换芯片U1的引脚15为内部电压比较器的同相输入端由电阻R8、二极管D1分压提供，频率电压转换芯片U1的引脚5为负电源端由输出直流电压信号经二极管D2、电容C5提供，频率电压转换芯片U1的引脚4、引脚7输出的电压信号经电阻R12、电容C6滤波后输出直流电压信号。
实施例二，在实施例一的基础上，所述数据采集电路（包括采集的配电网电压、电流、功率等数据，以下以采集的配电网电压为例进行详细介绍）包括电压传感器J1，电压传感器J1引脚3为电源端，电压传感器J1引脚1为地端，电容C1为电源滤波电容，电压传感器J1引脚2输出等比例电压信号经电容C2、电容C3滤波后与电阻R1、电阻R2组成的分压电路提供的基准电压叠加、电阻R3限流后连接运算放大器AR1的同相输入端，电阻R3、R4、R5、运算放大器AR1组成同相比例放大电路进行比例放大，调节反馈电阻R4、电阻R3调节比例放大的倍数，最后由运算放大器AR1输出端输出。
实施例三，在实施例一的基础上，所述通讯电路包括单片机U2的引脚40连接电源+5V，单片机U2的引脚21连接地，单片机U2的引脚39连接电解电容E6和电阻R13组成的复位电路，单片机U2的引脚37和引脚36连接晶振Y1、电容C7、电容C8组成的时钟电路，单片机实时检测电压信息，并根据预先设定的程序分析、判断，把状态数据直接传送至电平转换芯片数据端；电解电容E1、E2、E3、 E4组成电平转换芯片U3的电荷泵部分，将+5V电源转换为±12V的电源，电平转换芯片U3的引脚11、引脚12分别连接单片机U2的串行发送端引脚11、串行接收端引脚10，电平转换芯片U3的引脚13、引脚14分别连接光纤通讯接口J2的引脚3、引脚2，电平转换芯片U3的引脚为电源端16由电解电容E5滤除干扰后接电源 +5V，电平转换芯片U3的引脚15连接地，光纤通讯接口J2的引脚1连接电源+5V，光纤通讯接口J2的引脚5连接地。
本实用新型在进行使用的时候，电压传感器J1输出等比例电压信号经电容C2、电容C3滤波后与电阻R1、电阻R2组成的分压电路提供的基准电压叠加、电阻R3限流后经电阻R3、R4、R5、运算放大器AR1组成同相比例放大电路进行比例放大输出到运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2输出端经电阻R9、R10分压后经电阻R7反馈到运算放大器AR2的同相输入端，电容C4、电阻R6组成的积分电路引入负反馈，运算放大器AR2为比较器，将电容C4的充放电和运算放大器AR1输出电压耦合后电压转换为输出状态的翻转，以此产生方波频率信号，型号为AD651的频率电压转换芯片U1接收经传输线传输过来的方波频率信号，转换为成正比的0-5V幅值电压信号，进入单片机，把数据直接传送至电平转换芯片数据端，发送到无线网络，避免了信号传输过程中衰减、受外界干扰的问题，提高了信号测量、采集的精度。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (3)
1.电子配电网数据采集传输器，包括数据采集电路、方波转换电路、频率电压转换电路、通讯电路，其特征在于，数据采集电路连接方波转换电路，方波转换电路经传输线连接到频率电压转换电路，频率电压转换电路连接通讯电路；
所述方波转换电路包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电容C4的一端、电阻R6的一端、运算放大器AR1的输出端，运算放大器AR1的同相输入端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R9的下端、接地电阻R10的一端，运算放大器AR2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R6的另一端、电阻R9的另一端、频率电压转换芯片U1的引脚14；
所述频率电压转换电路包括频率电压转换芯片U1，频率电压转换芯片U1的引脚1连接电源+12V，频率电压转换芯片U1的引脚8连接电源-12V，频率电压转换芯片U1的引脚12、引脚13连接地，频率电压转换芯片U1的引脚15分别连接电阻R11的一端、二极管D1的正极，电阻R11的另一端连接电源+5V，二极管D1的负极连接地，频率电压转换芯片U1的引脚5分别连接二极管D2的负极、电容C5的一端，二极管D2的正极连接地，电容C5的另一端分别连接频率电压转换芯片U1的引脚4、引脚7、接地电阻R12的一端、接地电容C6的一端。
2.根据权利要求1所述的电子配电网数据采集传输器，其特征在于，所述数据采集电路包括电压传感器J1，电压传感器J1引脚3分别连接接地电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电阻R2的一端均连接电源+5V，电压传感器J1引脚1连接地，电压传感器J1引脚2分别连接接地电阻R1的一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接接地电阻R5的一端、电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接运算放大器AR1的输出端。
3.根据权利要求1所述的电子配电网数据采集传输器，其特征在于，所述通讯电路包括单片机U2、电平转换芯片U3，单片机U2的引脚40连接电源+5V，单片机U2的引脚21连接地，单片机U2的引脚39分别连接电解电容E6的负极、电阻R13一端，电解电容E6的正极连接电源+5V，电阻R13另一端连接地，单片机U2的引脚37分别连接晶振Y1右端和电容C2上端，单片机U2的引脚36分别连接晶振Y1左端和电容C1上端，电容C2下端和电容C1下端连接地；
电平转换芯片U3的引脚1连接电解电容E2的正极，电解电容E2的负极连接电平转换芯片U3的引脚3，电平转换芯片U3的引脚2、引脚6分别连接接地电解电容E1的正极、接地电解电容E4的负极，电平转换芯片U3的引脚4连接电解电容E3的正极，电解电容E3的负极连接电平转换芯片U3的引脚5，电平转换芯片U3的引脚11、引脚12分别连接单片机U2的引脚11、引脚10，电平转换芯片U3的引脚13、引脚14分别连接光纤通讯接口J2的引脚3、引脚2，电平转换芯片U3的引脚16和电解电容E5正极连接电源+5V，电平转换芯片U3的引脚15和电解电容E5的负极连接地，光纤通讯接口J2的引脚1连接电源+5V，光纤通讯接口J2的引脚5连接地。
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| CN111932861A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-13 | 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 | 多功能电力载波集中器 |
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