一种智能融合终端用交采电源板装置及其信号调理方法与流程

本发明涉及智能配网，尤其涉及一种智能融合终端用交采电源装置及其信号调理方法。

背景技术：

1、传统交采电源板装置为满足配电物联5号发布的关于台区智能融合终端相关技术规范，采用基础计量和台区监测两个分立的分支，基础计量单元采用主流的att7022e等，属于满足ir46的双芯计量架构，台区基础计量监测功能由基础计量单元实现，外部电压、电流信号分别采样后送入计量芯片中，计量芯片与计量管理芯片之间进行通信，实现基础计量功能；同时，计量管理芯片将基础计量数据传递到主控板，再由主控板通过以太网、远程通信模块等方式上传至主站，实现远程遥测数据实时监测，但该方案功能简单，仅能实现基础计量功能，无法实现高级检测功能；因此，为实现拓扑识别、故障判断及故障录波等高级功能，在传统交采电源板装置上新增数据处理单元，外部电压、电流信号分别采样后送入信号调理电路，经过滤波、放大处理后再送入专门adc芯片中对数据进行进一步处理，再由辅助业务管理芯片读取adc芯片数据并与主控平台进行数据交互，实现台区监测功能；但此种方式存在两个管理芯片，架构复杂，采用adc芯片成本较高，且整体台区监测功能处理效果受前段滤波、选频放大等模拟电路效果影响，在工业级使用环境中，容易受到外部emc干扰，稳定性差，且由于架构复杂，采用较多模拟电路实现台区监测功能，整体装置需要占用较多的空间，不满足当前对低压监测终端小型化、智能化及成本低廉的要求。申请号为202410025972.x的专利文献公开一种用于存储器ft测试的dps电源板卡，即通过多模拟电路实现其功能。因此，亟待提出一种智能融合终端用交采电源装置及其信号调理方法，解决传统交采电源板装置结构复杂、以及在复杂电磁环境中极易受外部emc影响、稳定性差的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种智能融合终端用交采电源装置及其信号调理方法，旨在解决传统交采电源板装置结构复杂、以及在复杂电磁环境中极易受外部emc影响、稳定性差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种智能融合终端用交采电源装置，其中，所述智能融合终端用交采电源装置包括：

3、计量板、回路巡检板、采集板和电源板；

4、所述计量板分别与所述回路巡检板、采集板和电源板连接，所述回路巡检板与所述采集板连接，所述采集板与所述电源板连接；

5、所述采集板包括组合式电流采集电路和组合式电压采集电路；所述组合式电流采集电路的输入端与强电接口连接，所述组合式电流采集电路的输出端分别与回路巡检板和计量板连接；所述组合式电压采集电路的输入端分别与强电接口和电源板连接，所述组合式电压采集电路的输出端与计量板连接。

6、优选方案之一，所述组合式电流采集电路包括结构相同的a相电流采样电路、b相电流采样电路、c相电流采样电路和零序电流采样电路。

7、优选方案之一，所述a相电流采样电路包括电流互感器ct1；所述电流互感器ct1的3、4引脚与强电接口连接；所述电流互感器ct1的1、2引脚与第一钳位电路的输入端连接，所述第一钳位电路输出端与第一滤波电路的输入端连接，所述第一滤波电路的输出端与第一采样电路的输入端连接，所述第一采样电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接，所述第二滤波电路输出端与计量板连接。

8、优选方案之一，所述第一钳位电路包括钳位二极管v19和钳位二极管v22；所述钳位二极管v19的3引脚分别与电流互感器ct1的1引脚和第一滤波电路连接，所述钳位二极管v19的2、3引脚分别与钳位二极管v22的1、2引脚连接，所述钳位二极管v22的3引脚分别与电流互感器ct1的2引脚和第一滤波电路连接。

9、优选方案之一，所述第一滤波电路为π型滤波电路；所述第一滤波电路包括电容c29、电容c30、电容c37、电容c38、电感l4和电感l6；所述电感l4的2引脚分别与第一钳位电路和电容c29连接，所述电感l4的1引脚分别与第一采样电路和电容c30连接；所述电感l6的2引脚分别与第一钳位电路和电容c37连接，所述电感l6的1引脚分别与第一采样电路和电容c38连接；所述电容c29、电容c30、电容c37和电容c38的另一端接地。

10、优选方案之一，所述第一采样电路包括采样电阻r23和采样电阻r38；所述采样电阻r23的一端分别与第一滤波电路和第二滤波电路连接；所述采样电阻r23的另一端分别与电阻r34以及地端连接，所述电阻r34的另一端分别与第一滤波电路和第二滤波电路连接。

11、优选方案之一，所述组合式电压采集电路包括结构相同的a相电压采样电路、b相电压采样电路和c相电压采样电路。

12、优选方案之一，所述a相电压采样电路包括变压器t；所述变压器t的1引脚与限流电路连接，所述限流电路的另一端与强电接口连接；所述变压器t的3引脚与强电接口连接；所述变压器t的2、4引脚与第二钳位电路的输入端连接，所述第二钳位电路的输出端与第三滤波电路连接，所述第三滤波电路的输出端与第二采样电路连接，所述第二采样电路的输出端与计量板连接。

13、优选方案之一，所述电源板包括ac-dc开关电源、备用电源和dc-dc电源；所述ac-dc开关电源的输入端与强电接口连接，所述ac-dc开关电源的输出端分别与备用电源、dc-dc电源以及弱电接口连接，所述备用电源的输出端分别与dc-dc电源和弱电接口连接，所述dc-dc电源的输出端与计量板连接；所述ac-dc开关电源通过mos管分别与dc-dc电源和弱电接口连接，所述备用电源通过mos管分别与dc-dc电源和弱电接口连接。

14、一种包括所述的一种智能融合终端用交采电源装置的信号调理方法，包括以下步骤：

15、装置上电，初始化装置；

16、获取采集板采集的adc采样数据；所述adc采样数据包括电压信号和电流信号；

17、根据所述adc采样数据，进行故障判断；具体为：

18、将adc采样数据进行归一化处理，计算adc采样数据中电压信号和电流信号的实时值；基于adc采样数据的实时值对数据进行故障实时判断，若产生故障，则主动上报并保存故障信息，同时进行故障录波；

19、根据所述adc采样数据，进行信号识别处理；具体为：

20、对adc采样数据进行合法性分析，并进行fft变换；将fft变换后的数据进行识别分析，若识别到特征信号，则保存识别记录，由终端或主站读取生成整个装置的拓扑。

21、本发明的上述技术方案中，该智能融合终端用交采电源装置包括：计量板、回路巡检板、采集板和电源板；所述计量板分别与所述回路巡检板、采集板和电源板连接，所述回路巡检板与所述采集板连接，所述采集板与所述电源板连接；所述采集板包括组合式电流采集电路和组合式电压采集电路；所述组合式电流采集电路的输入端与强电接口连接，所述组合式电流采集电路的输出端分别与回路巡检板和计量板连接；所述组合式电压采集电路的输入端分别与强电接口和电源板连接，所述组合式电压采集电路的输出端与计量板连接。本发明解决了传统交采电源板装置结构复杂、以及在复杂电磁环境中极易受外部emc影响、稳定性差的技术问题。

22、在本发明中，采用模块化设计，取消了大量模拟元器件的使用以及专用adc芯片的使用，不再依赖外围模拟电路来实现adc数据采集功能，通过组合式电流采集电路和组合式电压采集电路获取电压信号和电流信号，因而避免了电磁环境的影响，提高了装置的可靠性。