[实用新型]电动机保护装置数据采集电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集电路，尤其是电动机保护装置数据采集电路。

背景技术

随着现代科学技术的进步和生产系统的不断发展，电动机在生产中发挥着越来越重要的作用。但由于电网、负载、绝缘老化、机械损伤以及电动机本身等原因却使电动机经常发生故障，电动机故障不仅会损坏电动机本身，而且会影响整个系统的正常工作，甚至危及人身安全。因此，电动机保护装置的研究对国民经济有着重要意义。

数据采集单元是电动机保护装置必不可少的一部分，它将输入的模拟信号转换为数字信号输出，供微机进行处理，其速度和精度直接影响装置的性能。且目前的电动机保护装置硬件设置较复杂。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种电动机保护装置数据采集电路。

为解决上述技术问题，采用的技术方案是：

电动机保护装置数据采集电路，一次额定电流和电压通过电流互感器TA、电压互感器TV分别转换为电流信号和电压信号，经一级互感器转换后输入到继电保护装置，输入到继电保护装置中的电流、电压均为双极性信号，采用运放升压方式进行直流偏置后将电流信号一分为二，一路通过电阻R1直接进入到TMS320LF2407单片机内置的ADC转换通道ADCIN0，另一路经放大电路放大后通过电阻R2进入TMS320LF2407单片机内置的ADC转换通道ADCINl。

本实用新型的有益效果是：提高电动机保护装置数据采集的精度，简化了 硬件设计。

附图说明

图1是数据采集电路电路结构示意图。

具体实施方式

在电力系统微机保护中，通常将一次额定电流和电压通过电流互感器TA、电压互感器TV分别转换为0－5A的电流信号和0--100V的电压信号，该信号再经一级互感器转换为几百毫伏～几伏的电压信号，输入到继电保护装置中的电流、电压均为双极性信号，而TMS320LF2407单片机内置ADC允许模拟电压输入范围为0～3.3V，是单极性信号。因此，必须将输入信号转换为单极性信号即对信号进行直流偏置。实现直流偏置可采用运放升压的方式，而运放输出阻抗较低，用运放升压方式可提高ADC的采样速度。因此，本文采用运放升压方式。如图1所示，ADCINl通道的信号是经直流偏置得到的，放大的倍数可根据需要由电阻的比值来调节。对于电动机保护来说，电流变化的范围很大。因此要求在尽可能小的电流下仍能准确测量，比如0.1In，而发生短路时短路电流很大，特别是发生定子绕组相间短路时，其短路电流可能达到正常二次额定电流的10－20倍，这样电流的变化范围在0.1In一20In。由于电流测量的范围很大，在额定值1.2倍范围内，要求测量精度较高；在1.2－20倍保护范围内，要求测量精度较低。在本系统中，采取将电流分为两段量程同时采样的方法，即将电流信号一分为二，一路进行放大而另一路不放大，使用两路A/D同时进行采样。下面以a相电流为例进行说明。如图l所示，输入的电流信号ia(瞬时值)经电流互感器变换后一路通过电阻Rl直接进入模拟转换通道ADCIN0，另一路经放大电路放大后通过电阻R2进入模拟转换通道ADCINl。电流互感器输入、输出之比为100A/1.16V。当电动机正常运行或发生轻微故障时，信号幅值较小，两路转换通 道得到的采样结果均不溢出；当电动机发生严重故障时，信号幅值较大，ADCINI得到的采样结果溢出。为了消除满量程带来的误差，根据实际调试经验，各通道采样结果的溢出阈值设为950(满量程为1024)。在使用TMS320LF2407单片机内置10位ADC的情况下，设计了用运放进行直流偏置使双极性信号转换为单极性信号及实现两段量程转换的电路，通过对两段量程的选择提高了数据采集的精度。本设计采用1MS320LF2407内置的16路AD转换单元，其转换时间为500ns，省去了外接A/D转换芯片，简化了硬件设计。通常输入到继电保护装置中的电流、电压信号都是双极性信号，为此采用运放升压进行直流偏置，使其转换为单极性信号。同时，采用的两路量程转换电路可提高DSP内置AD转换器的分辨率，从而提高数据采集单元的精度。