本申請涉及電壓電流信號數(shù)據(jù)處理，具體而言，涉及一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀。

背景技術(shù)：

1、電壓電流數(shù)據(jù)記錄分析儀是一種綜合性電力測試儀器，較為廣泛地使用在電力系統(tǒng)記錄現(xiàn)場電壓電流、功率等電氣量并具有分析計(jì)算、圖形處理、報(bào)表生成及打印等功能，但由于諸多原因，目前的數(shù)據(jù)記錄分析儀存在量程單一或量程數(shù)量極少、輸入信號處理電路帶寬較低且抗共模干擾能力較差的問題。量程單一或量程數(shù)量極少直接造成儀器對現(xiàn)場信號的適應(yīng)能力很差，有些現(xiàn)場信號無法測量或很難選擇保證測量精度的合適量程；輸入信號處理電路帶寬較低直接造成高頻信號或陡變信號衰減較大，測量結(jié)果失真較大，無法保證測量結(jié)果的真實(shí)性；抗共模干擾能力較差直接造成現(xiàn)場測量時(shí)信號受空間干擾較大，特別是小信號的測量，受干擾更為嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請實(shí)施例的目的在于提供一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄分析儀，用于解決當(dāng)前的電壓電流數(shù)據(jù)記錄分析儀存在的對現(xiàn)場信號的適應(yīng)能力差、帶寬偏低且易受到干擾影響而影響測量的準(zhǔn)確性的問題。

2、本申請一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀的技術(shù)方案為：

3、一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，包括：多個(gè)信號處理插件、智能數(shù)據(jù)采集板和處理器，所述智能數(shù)據(jù)采集板通過所述多個(gè)信號處理插件與處理器連接；

4、其中，每個(gè)信號處理插件具有4個(gè)獨(dú)立的信號處理回路，每一個(gè)信號處理回路均設(shè)置有獨(dú)立的程控8量程，用于接收電壓電流信號并處理為標(biāo)準(zhǔn)信號，以輸出至所述智能數(shù)據(jù)采集板；

5、智能數(shù)據(jù)采集板，用于接收并對所述標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣緩存，將得到的轉(zhuǎn)換電壓電流信號發(fā)送給終端設(shè)備；

6、數(shù)據(jù)處理器，用于接收所述轉(zhuǎn)換電壓電流信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析，以獲有效波形并計(jì)算不同試驗(yàn)所關(guān)注的特性參數(shù)。

7、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)所述信號處理插件均具有4個(gè)獨(dú)立的信號處理回路，每一個(gè)信號處理回路均包括：量程控制器和與所述量程控制器相連的量程控制回路，所述量程控制器，用于接收根據(jù)輸入的電壓電流信號所設(shè)定的量程控制命令，向所述量程控制回路發(fā)送量程控制指令，以調(diào)節(jié)所述信號處理插件所對應(yīng)通道的量程擋位。

8、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)所述量程控制回路均包括：分壓電路、儀用程控差分放大器和二級程控放大器；所述分壓電路包括一個(gè)繼電器，用于接收量程控制指令，并通過控制繼電器的斷/合確定所述信號處理插件所對應(yīng)通道的分壓比；所述分壓電路分別與所述儀用程控差分放大器和二級程控放大器相連，用于根據(jù)所述分壓比以及所述儀用程控差分放大器和二級程控放大器的放大倍數(shù)綜合確定對應(yīng)通道的量程擋位。

9、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，多個(gè)通道均設(shè)置有不同的輸入阻抗和/或不同的放大倍數(shù)，以使不同通道分別具有不同的量程擋位。

10、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)通道均還設(shè)置有過壓保護(hù)回路，所述過壓保護(hù)回路與所述量程控制器相連接；所述過壓保護(hù)回路，用于比較輸入所述量程控制器內(nèi)的電壓電流信號，并在輸入信號超過預(yù)設(shè)量程時(shí)輸出過壓保護(hù)信號將該通道的量程切換為最高量程，以免通道因過壓而損壞。

11、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，所述過壓保護(hù)回路包括：

12、一端與量程控制回路相連接的第一電阻；

13、比較器，與第一電阻的另一端連接，所述比較器用于比較輸入所述量程控制器的電壓電流信號，且當(dāng)該電壓電流信號超過預(yù)設(shè)值時(shí)輸出過壓保護(hù)信號；

14、第二電阻，所述第二電阻的一端分別與第一電阻和比較器連接，另一端接地。

15、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)所述過壓保護(hù)回路還與智能數(shù)據(jù)采集板相連接，且在過壓保護(hù)動作時(shí)輸出過壓保護(hù)報(bào)警信號。

16、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，所述儀用程控差分放大器通過兩個(gè)引腳與所述量程控制器相連接，所述二級程控放大器通過三個(gè)引腳與所述量程控制器相連接。

17、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)信號處理插件均還包括信號處理回路，所述信號處理回路與量程控制回路相連接，且用于將電壓電流信號處理為所述標(biāo)準(zhǔn)信號。

18、上述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其中，每一個(gè)信號處理回路均包括依次相連接的隔離放大器、信號放大器和低通濾波器。

19、本申請實(shí)施例提供的獨(dú)立程控8量程多通道電壓電流記錄分析儀采用帶寬達(dá)3mhz的儀用程控差分放大器ad8253作為前級接口芯片、采用帶寬達(dá)8mhz的運(yùn)算放大器opa4227、opa2227作為信號處理過程的運(yùn)算放大器、采用帶寬為200khz的amc1301作為隔離放大器，并配以截止頻率為50khz的4階巴特沃斯低通濾波器，最終的信號轉(zhuǎn)換帶寬為50khz，解決電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄分析儀器電壓信號轉(zhuǎn)換回路信號帶寬不夠，高頻或陡變信號衰減嚴(yán)重造成最終記錄失真嚴(yán)重的問題，從而提高數(shù)據(jù)記錄儀器的信號帶寬，減少現(xiàn)場高頻或陡變信號的記錄失真，提高數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性。

20、此外還采用高精度對稱平衡的前級差分分壓電路，并采用共模干擾抑制比達(dá)到100db的儀用程控差分放大器ad8253作為前級輸入接口芯片，實(shí)現(xiàn)了80db的共模干擾抑制比。較好的解決了電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄分析儀器電壓信號轉(zhuǎn)換回路抗共模干擾能力不足，小信號容易受干擾出現(xiàn)波形失真，工頻信號受現(xiàn)場空間工頻干擾測量值出現(xiàn)小波動的問題，從而提高數(shù)據(jù)記錄儀的抗共模干擾能力，最終提高數(shù)據(jù)記錄的精度。

21、為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，包括：多個(gè)信號處理插件、智能數(shù)據(jù)采集板和處理器，所述智能數(shù)據(jù)采集板通過所述多個(gè)信號處理插件與處理器連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)所述信號處理插件均具有4個(gè)獨(dú)立的信號處理回路，每一個(gè)信號處理回路均包括：量程控制器和與所述量程控制器相連的量程控制回路，所述量程控制器，用于接收根據(jù)輸入的電壓電流信號所設(shè)定的量程控制命令，向所述量程控制回路發(fā)送量程控制指令，以調(diào)節(jié)所述信號處理插件所對應(yīng)通道的量程擋位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)所述量程控制回路均包括：分壓電路、儀用程控差分放大器和二級程控放大器；所述分壓電路包括一個(gè)繼電器，用于接收量程控制指令，并通過控制繼電器的斷/合確定所述信號處理插件所對應(yīng)通道的分壓比；所述分壓電路分別與所述儀用程控差分放大器和二級程控放大器相連，用于根據(jù)所述分壓比以及所述儀用程控差分放大器和二級程控放大器的放大倍數(shù)綜合確定對應(yīng)通道的量程擋位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，多個(gè)通道均設(shè)置有不同的輸入阻抗和/或不同的放大倍數(shù)，以使不同通道分別具有不同的量程擋位。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)通道均還設(shè)置有過壓保護(hù)回路，所述過壓保護(hù)回路與所述量程控制器相連接；所述過壓保護(hù)回路，用于比較輸入所述量程控制器內(nèi)的電壓電流信號，并在輸入信號超過預(yù)設(shè)量程時(shí)輸出過壓保護(hù)信號將該通道的量程切換為最高量程，以免通道因過壓而損壞。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，所述過壓保護(hù)回路包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)所述過壓保護(hù)回路還與智能數(shù)據(jù)采集板相連接，且在過壓保護(hù)動作時(shí)輸出過壓保護(hù)報(bào)警信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，所述儀用程控差分放大器通過兩個(gè)引腳與所述量程控制器相連接，所述二級程控放大器通過三個(gè)引腳與所述量程控制器相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)信號處理插件均還包括信號處理回路，所述信號處理回路與量程控制回路相連接，且用于將電壓電流信號處理為所述標(biāo)準(zhǔn)信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，其特征在于，每一個(gè)信號處理回路均包括依次相連接的隔離放大器、信號放大器和低通濾波器。

技術(shù)總結(jié)
本申請實(shí)施例提供了一種每通道具有獨(dú)立程控8量程的多通道電力分析儀，涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，包括多個(gè)電壓電流信號處理插件、智能采集板和數(shù)據(jù)處理器，各電壓電流信號處理插件均具有4個(gè)獨(dú)立的信號處理回路，且智能采集板通過對應(yīng)處理插件與處理器連接，用于將輸入的電壓電流信號處理為標(biāo)準(zhǔn)信號，且將該標(biāo)準(zhǔn)信號輸出至智能采集板；智能采集板用于將所述標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、緩存并輸送給終端設(shè)備；數(shù)據(jù)處理器用于將智能采集板采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲有效波形及所關(guān)注的特性參數(shù)。本申請實(shí)施例具有寬測量范圍、高測量精度、高信號帶寬、高抗共模干擾能力及高速采集能力，有效減少了高頻或陡變信號的記錄失真問題，提高了數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性。

技術(shù)研發(fā)人員：方春明,方潤楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京同控電力系統(tǒng)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240411
技術(shù)公布日：2024/12/23