[发明专利]一种变压器绕组状态监测系统的硬件电路

说明书

本发明涉及一种变压器绕组状态监测系统的硬件电路。本发明包括传感器、信号调理电路、改进锁相倍频电路、A/D转换模块、中央控制模块、通讯接口电路、人机交互接口电路；信号调理电路包括抗混叠低通滤波器、限幅电路；中央控制模块包括DSP、MCU；传感器、抗混叠低通滤波器、限幅电路、A/D转换模块依次连接；传感器还通过过零检测电路与改进锁相倍频电路连接，改进锁相倍频电路再通过采样控制选择电路与A/D转换模块连接，A/D转换模块、采样控制选择电路与DSP连接，DSP通过双向RAM与MCU连接，MCU再与人机交互接口电路连接。本发明能完成多路信号的隔离、调理、模数转换、运算及数据传输。

技术领域

本发明涉及一种变压器绕组状态监测系统的硬件电路，属于变压器技术领域。

背景技术

数据采集单元主要负责在线测量诊断绕组状态所需的必要绕组参数，这是绕组状态实现有效诊断的前提。因此，对监测系统数据采集单元的硬件设计是十分重要的，关系着整个系统的测量准确性和运行可靠性，在当前的电力设备监测场合，往往需要采集大量的数据并进行运算、存储，对实时性要求很高，为了解决这些难题，本发明提出了一种新的变压器绕组状态监测系统的硬件电路。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题的变压器绕组状态监测系统的硬件电路。具体地，本发明具有高可靠性、电路隔离效果好、抗干扰能力强。

本发明技术方案是：一种变压器绕组状态监测系统的硬件电路，包括传感器、信号调理电路、改进锁相倍频电路、A/D转换模块、中央控制模块、通讯接口电路、人机交互接口电路；所述信号调理电路包括抗混叠低通滤波器、限幅电路；中央控制模块包括DSP、MCU；所述传感器、抗混叠低通滤波器、限幅电路、A/D转换模块依次连接；传感器还通过过零检测电路与改进锁相倍频电路连接，改进锁相倍频电路再通过采样控制选择电路与A/D转换模块连接，A/D转换模块、采样控制选择电路与DSP连接，DSP通过双向RAM与MCU连接，MCU再与人机交互接口电路连接，MCU还通过通讯接口电路与外界通信。

进一步地，所述信号调理电路还包括同步方波变换电路，同步方波变换电路分别连接DSP的CAP捕捉模块及改进锁相倍频电路。

进一步地，还包括时钟电路，时钟电路与MCU连接。

进一步地，所述传感器包括电压互感器、电流互感器和振动加速度传感器；电压互感器采用SPT204A，电流互感器采用SCT254FK。

进一步地，所述抗混叠低通滤波器采用二阶Sallen-Key低通滤波器。

进一步地，所述改进锁相倍频电路中，锁相芯片选用了CD4046，二进制分频器CD4040的前端设计了一个用于通道选择的模拟多路开关电路CD4051。

进一步地，所述A/D转换模块采用16位同步采样模数转换器ADS8364芯片。

进一步地，所述DSP采用TMS320F28335。

进一步地，所述人机交互接口电路包括报警指示LED、通道指示LED、按键控制、OLED液晶显示模块；OLED液晶显示模块采用集成SSD1305OLED驱动器的VGY12864C显示模块。

进一步地，所述传感器用于将变压器绕组侧的二次侧电压、电流信号转换为同波形的弱电电压信号，通过加速度传感器采集振动信号；

所述信号调理模块用于对信号进行有效的调整；抗混叠低通滤波器用于对传感器信号进行滤波处理；限幅电路用于防止采样电压高于AD转换模块所能承受的输入电压；

所述改进锁相倍频电路用于实现同步等间隔采样的控制；

所述A/D转换模块用于实现对信号进行同步无相差的转换；