[实用新型]一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路

说明书

本实用新型涉及一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路，包括连接到微控制器内部模数转换器的电平搬移及放大电路，以及连接到三相计量芯片的共模RC滤波电路.线路电流、电压经微型互感器传变后的电气信号分别进入电平搬移及放大电路，以及共模RC滤波电路。电平搬移及放大电路将电路信号幅值控制在微控制器内部模数转换器的模拟通道输入范围；共模RC滤波电路将电路信号幅值控制在三相计量芯片模拟量输入通道允许的最大幅值之内。本申请的智能低压故障传感器模拟前端调理电路方案，能够高效率地实现传感器的基本功能和扩展功能的需求，准确实现对多种电气量及电能质量的测量，还能满足有强实时性要求的扩展功能需求。

技术领域

本实用新型涉及配电自动化领域，尤其涉及一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路。

背景技术

智能低压故障传感器(下述简称：故障传感器)安装于低压出线、分支箱、架空线路、电表箱、配电箱等处的低压线路上，并在上述位置处建立监测点。通过监测三相电压、电流，以及有功/无功、剩余电流等参数，实现线路运行状态监测以及线路故障状态指示等基本功能。故障传感器的扩展功能，包括电能质量测量、与其他智能单元配合实现台区拓扑关系识别，以及在台区拓扑关系自动辨识的基础上，实现台区精益化线损管理和台区供电回路阻抗智能化分析。

目前故障传感器对电气量的采集和处理，即模拟前端电路设计，一般都通过计量芯片或者微处理器内置ADC(模数转换器)模块来完成。计量芯片可以准确完成电压、电流、有功/无功、剩余电流、电能质量测量的处理，但无法实现有强实时性采样要求的台区拓扑关系识别、线损管理和供电回路阻抗分析等功能；与之相对的是，虽然微处理器内置ADC 模块的采样及模数转换实时性高，但在实现功率计算、电能质量测量等功能方面的效率较低。

因此，目前故障传感器模拟前端电路设计方案有待进一步完善。

实用新型内容

为解决现有的技术问题，本实用新型提供了一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路。

本实用新型具体内容如下：一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路，包括连接到微控制器内部模数转换器的电平搬移及放大电路，以及连接到三相计量芯片的共模RC滤波电路。线路电流、电压经微型互感器传变后的电气信号分别进入电平搬移及放大电路、以及共模RC滤波电路。电平搬移及放大电路将电路信号控制在微控制器内部模数转换器的模拟通道输入范围，共模RC滤波电路将电路信号幅值控制在三相计量芯片模拟量输入通道允许的最大幅值之内。

进一步的，经微型互感器传变后的线路电流通过电流互感器接入电平搬移及放大电路以及共模RC滤波电路，所述共模RC滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和电容C2，电流互感器两端输出的信号A_Vin_P和A_Vin_N分别与电阻R1和电阻R2组成的串联电路两端相连，电阻R1和电阻R2均接地，电流互感器两端还分别连接电阻 R3和电容C1组成的串联电路以及电阻R4和电容C2组成的串联电路，电容C1和电容C2 均接地。

进一步的，电阻R1和电阻R2的阻值相同，电阻R3和电阻R4阻值相同，电容C1和电容C2的电容量相同。

进一步的，所述电平搬移及放大电路包括运放器U3，运放器U3的正相输入端分别连接电阻R13和电阻R14，电阻R14另一端连接到参考电源，运放器U3的反相输入端分别连接电阻R11和电阻R12，电阻R12的另一端连接到运放器U3的输出端，运放器U3的输出端还依次连接电阻R5和电容C7，电流互感器两端输出的信号A_Vin_P和A_Vin_N分别输入到电阻R13和电阻R11，电阻R5与电容C7之间的输出信号V_adc进入微控制器内部模数转换器的模拟通道。

进一步的，电阻R12与电阻R11的阻值比与电阻R14与电阻R13的阻值比相同。