一种柱上开关用信号转换装置及方法与流程

本发明属于柱上开关信号转换领域，具体涉及一种柱上开关用信号转换装置及方法。

背景技术：

1、柱上开关一直以采用传统的电磁式互感器为主，随着数字化技术的发展和应用。近年来，电子式互感器(电压互感器和电流互感器)应用的数量增加，存在电磁式互感器和电子式互感器并存的情况。其中，电子式互感器的二次侧输出的小信号模拟量，在经过相对较长的传输线缆传递给继电保护装置、测控装置或配电终端，存在信号接入类型受限、传递过程抗干扰性弱、量测准确度不高、信号隔离效果不佳等缺点；而传统的电磁式互感器，电磁式pt与线路电容产生铁磁谐振，高低压没有隔离，线路的过电压易损坏二次设备。因此，柱上开关需要信号转换装置将将其中的互感器输出的二次侧模拟信号按照指定的编码方式就近转换为数字信号。

2、目前，现有的信号转换装置主要情况是：不具备单独进行相关emc(emc，电磁兼容)测试的能力，装置抗干扰性较差；采用16位的adc(adc，模数转换器)，导致互感器输出的二次信号模拟量采集精度不够高，误差相对较大；针对小信号模拟量的采集，采用50hz定频采样测量，与电网的真实运行环境(50±5hz)匹配不佳。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种柱上开关用信号转换装置及方法。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、本发明提出了一种柱上开关用信号转换装置，包括：二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块、状态量采样模块、信号处理编码模块、隔离通信模块以及多个emc模块；

4、所述emc模块分别与所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块以及状态量采样模块通信连接；所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块以及状态量采样模块分别与所述信号处理编码模块通信连接；所述信号处理编码模块与所述隔离通信模块通信连接；

5、所述emc模块用于对接收到的输入信号进行滤波，所述隔离通信模块用于隔离通信外部设备。

6、作为优选的，所述输入信号包括模拟量和状态量。

7、作为优选的，所述emc模块包括：第一emc模块、第二emc模块以及第三emc模块；所述装置还包括供电模块；

8、所述第一emc模块分别与所述二次信号模拟量ad采样模块和所述频率测量模块通信连接；

9、所述第二emc模块与所述状态量采样模块通信连接；

10、所述第三emc模块与所述供电模块通信连接，所述供电模块用于给所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块、状态量采样模块以及隔离通信模块供电；

11、所述第一emc模块接收所述模拟量的输入；所述第二emc模块接收所述状态量的输入；所述第三emc模块接收电源输入。

12、作为优选的，所述模拟量包括数据量和频率量；所述第一emc模块包括第一emc子模块和第二emc子模块；

13、所述第一emc子模块与所述二次信号模拟量ad采样模块通信连接；

14、所述第二emc子模块与所述频率测量模块通信连接；

15、所述第一emc子模块接收所述数据量的输入，所述第二emc子模块接收所述频率量的输入。

16、作为优选的，所述第一emc子模块包括：压敏电阻rv1、压敏电阻rv2、压敏电阻rv3、电阻r1、电阻r2；

17、所述压敏电阻rv3的一端分别与输入信号的正极、压敏电阻rv1以及电阻r1连接，所述压敏电阻rv3的另一端分别与输入信号的负极、压敏电阻rv2以及电阻r2连接；

18、所述电阻r1的另一端输出输出信号的正极，所述电阻r2的另一端输出输出信号的负极；所述压敏电阻rv1和所述压敏电阻rv2的另一端分别接地；

19、所述压敏电阻rv1、压敏电阻rv2以及压敏电阻rv3分别用于应对公差摸浪涌干扰。

20、作为优选的，所述第二emc子模块包括：安规电容sc1、安规电容sc2、安规电容sc3、一级滤波电路、二级滤波电路以及三级滤波电路；

21、所述一级滤波电路、二级滤波电路以及三级滤波电路依次连接，所述三级滤波电路输出输出信号；

22、所述安规电容sc2的一端分别与输入信号的正极、安规电容sc1以及一级滤波电路的一端连接，所述安规电容sc2的另一端分别与输入信号的负极、安规电容sc3以及一级滤波电路的另一端连接；

23、所述安规电容sc1和所述安规电容sc3的另一端分别接地；

24、所述安规电容sc1、安规电容sc2以及安规电容sc3分别用于滤除公差摸干扰信号。

25、作为优选的，所述第二emc模块包括：半导体发热陶瓷ptc1、半导体发热陶瓷ptc2、半导体发热陶瓷ptc3、半导体发热陶瓷ptc4、压敏电阻rv4、压敏电阻rv5、压敏电阻rv6、安规电容sc17、安规电容sc18以及安规电容sc19；

26、所述半导体发热陶瓷ptc1的一端与输入信号的正极连接，另一端分别与所述压敏电阻rv4、安规电容sc17、压敏电阻rv5、安规电容sc18以及半导体发热陶瓷ptc3连接；所述半导体发热陶瓷ptc3的另一端输出输出信号的正极，所述半导体发热陶瓷ptc2的一端与输入信号的负极连接，另一端分别与压敏电阻rv6、压敏电阻rv5、安规电容sc18、安规电容sc19以及半导体发热陶瓷ptc4连接；所述半导体发热陶瓷ptc4的另一端输出输出信号的负极；

27、所述压敏电阻rv6、压敏电阻rv4、安规电容sc17以及安规电容sc19的另一端分别接地；

28、所述半导体发热陶瓷ptc1、半导体发热陶瓷ptc2、半导体发热陶瓷ptc3以及半导体发热陶瓷ptc4分别用于降低线路的电流；所述压敏电阻rv4、压敏电阻rv5、压敏电阻rv6分别用于应对公差摸浪涌干扰；所述安规电容sc17、安规电容sc18以及安规电容sc19分别用于滤除公差摸干扰信号。

29、作为优选的，所述第三emc模块包括：输入电路和输出电路；所述输入电路和所述输出电路通过共模电感t1连接；

30、所述输入电路用于接收输入信号的输入；所述输出电路用于输出输出信号。

31、作为优选的，所述隔离通信模块包括以下的一种或多种：数字隔离器和隔离电源。

32、作为优选的，所述二次信号模拟量ad采样模块包括至少两个相同的adc模数转换芯片，每一个所述adc模数转换芯片的输入和输出的连接分别并列。

33、基于同一发明构思，本发明还提出了一种柱上开关用信号转换方法，包括：

34、通过emc模块对输入信号进行滤波；

35、根据输入信号的类型将滤波后的所述输入信号送入对应的所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块或者状态量采样模块中；

36、将所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块或者状态量采样模块输出的信号送入所述信号处理编码模块进行信号转换；

37、将转换后的信号送入隔离通信模块进行输出；

38、其中，所述输入信号的类型有多个，每一个所述类型分别与对应所述二次信号模拟量ad采样模块、所述频率测量模块或者所述状态量采样模块。

39、作为优选的，所述输入信号的类型为以下的其中一种：数据量、频率量以及状态量；

40、所述数据量对应所述二次信号模拟量ad采样模块；所述数据量对应所述频率测量模块；所述数据量对应所述状态量采样模块。

41、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

42、本发明提供了一种柱上开关用信号转换装置及方法，包括二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块、状态量采样模块、信号处理编码模块、隔离通信模块以及多个emc模块；所述emc模块分别与所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块以及状态量采样模块通信连接；所述二次信号模拟量ad采样模块、频率测量模块以及状态量采样模块分别与所述信号处理编码模块通信连接；所述信号处理编码模块与所述隔离通信模块通信连接；所述emc模块用于对接收到的输入信号进行滤波，所述隔离通信模块用于隔离通信外部设备。本发明通过emc模块对输入信号进行滤波，隔离通信模块将转化后的输出信号在通信的时候隔离外部设备，使得本发明的信号转换装置具有电磁兼容的能力，提升了抗干扰能力和量测采集精度。