本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路及AD轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

隨著滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的推廣應(yīng)用，以常規(guī)互感器接入采集器、或接入模擬量輸入式合并單元、或接入模擬量輸入式就地化保護(hù)為主要模式，其中實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)的采集、模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及其相關(guān)的可靠性電路非常重要，尤其在異常工況下，例如二次側(cè)CT斷線情況，由于AD采樣回路產(chǎn)生的偏置電流變大最終導(dǎo)致零漂偏大，導(dǎo)致后端數(shù)據(jù)異常，以至于導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的問(wèn)題。

在當(dāng)前的硬件電路設(shè)計(jì)中，均是考慮正在工況下的信號(hào)處理，如圖1所示，未考慮二次側(cè)CT斷線后，回路中產(chǎn)生的偏置電流會(huì)導(dǎo)致零漂的偏大問(wèn)題。

因此，提出一種AD轉(zhuǎn)換去除偏置電流的電路，既可以足正常工況下將采樣電路信號(hào)源的穩(wěn)定可靠性，又可以解決二次側(cè)CT開(kāi)路時(shí)產(chǎn)生的偏置電流，避免后端信號(hào)誤判。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路及AD轉(zhuǎn)換裝置，用于解決二次側(cè)CT斷線后，回路中產(chǎn)生的偏置電流使零漂偏大導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路，包括采樣電阻和用于引流的偏置電阻，所述采樣電阻用于與AD芯片連接，所述采樣電阻的用于與信號(hào)源正極連接的一端與低電位端之間串聯(lián)所述偏置電阻。

進(jìn)一步地，所述采樣電阻通過(guò)RC濾波模塊連接AD芯片。

進(jìn)一步地，所述RC濾波模塊是二級(jí)對(duì)稱的濾波模塊。

本實(shí)用新型還提供了一種AD轉(zhuǎn)換裝置，包括采樣電阻、用于引流的偏置電阻和AD芯片，所述采樣電阻與AD芯片連接，所述采樣電阻的用于與信號(hào)源正極連接的一端與低電位端之間串聯(lián)所述偏置電阻。

進(jìn)一步地，所述采樣電阻通過(guò)RC濾波模塊連接AD芯片。

進(jìn)一步地，所述RC濾波模塊是二級(jí)對(duì)稱的濾波模塊。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的AD轉(zhuǎn)換電路上增加偏置電阻，同時(shí)通過(guò)增加的偏置電阻向低電位引流，避免了AD芯片產(chǎn)生的偏置電流產(chǎn)生較大的零漂，解決了智能變電站二次側(cè)CT斷線時(shí)零漂過(guò)大的問(wèn)題，避免后端設(shè)備對(duì)信號(hào)的誤判、誤動(dòng)，并滿足了正常工況下對(duì)智能變電站二次模擬量信號(hào)的采集。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中AD轉(zhuǎn)換電路原理圖；

圖2為本實(shí)用新型的去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明：

本實(shí)用新型的一種AD轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施例：

本實(shí)用新型的一種AD轉(zhuǎn)換裝置，包括采樣電阻R0、用于引流的偏置電阻Rx和AD芯片，采樣電阻R0與AD芯片連接，采樣電阻的用于與信號(hào)源正極連接的一端與低電位端之間串聯(lián)偏置電阻，且采樣電阻通過(guò)RC濾波模塊與AD芯片連接。該濾波模塊具有RC二級(jí)濾波功能，濾波后的信號(hào)連接到AD芯片上，通過(guò)可編程芯片對(duì)AD芯片的控制，完成信號(hào)源正常情況下的AD轉(zhuǎn)換。

為解決U(t)開(kāi)路時(shí)，AD芯片通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生偏置電流，通過(guò)采樣電阻阻值的增大，使調(diào)理后的信號(hào)偏大，造成較大的零漂，特在采樣電阻的正端增加對(duì)低電壓的電勢(shì)差，通過(guò)偏置電阻進(jìn)行引流，最終效果達(dá)到將由AD芯片產(chǎn)生的偏置電流在采樣電阻上流過(guò)的電流忽略不計(jì)，達(dá)到調(diào)理后的信號(hào)源趨向于零的目的，通過(guò)可編程芯片F(xiàn)PGA控制AD芯片的采集，達(dá)到了U(t)斷線后的數(shù)據(jù)真實(shí)反映異常工況的效果，從而避免后端設(shè)備對(duì)信號(hào)的誤判。

利用本實(shí)用新型的AD轉(zhuǎn)換裝置對(duì)偏置電流處理的具體過(guò)程為：

如圖2所示，正常工況下的AD轉(zhuǎn)換電路包含模擬量信號(hào)源U(t)，指電力系統(tǒng)二次回路電流變換器產(chǎn)生的電壓信號(hào)，在模擬量信號(hào)U(t)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中，需要RC調(diào)理電路對(duì)模擬量信號(hào)U(t)進(jìn)行調(diào)理生成u(t)。具體的為，信號(hào)源正負(fù)兩端連接采樣電阻R0，用于信號(hào)源電壓取樣，后端連接二級(jí)濾波電路，即將信號(hào)源進(jìn)行調(diào)理，確保采樣信號(hào)源u(t)的可靠性和準(zhǔn)確性，二級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)的屬于對(duì)稱電路，其中4個(gè)電阻R的阻值宜為1kΩ，2個(gè)濾波電容的容值宜為10nF，通過(guò)RC參數(shù)的調(diào)整使準(zhǔn)確的u(t)信號(hào)上送到AD芯片采樣輸入端，此種情況根據(jù)電路等效原理，U(t)＝u(t)，此種情況不存在偏置電流導(dǎo)致信號(hào)源電壓信號(hào)變化。

二次回路CT斷線異常工況下的去除偏置電流的過(guò)程：

如圖2所示，在二次回路CT斷線異常工況下，即U(t)開(kāi)路情況下，AD芯片采集回路會(huì)形成偏置電流，R0阻值越大，AD芯片源端電壓越大，對(duì)小信號(hào)影響越?。籖0阻值越小，AD芯片源端電壓越小，對(duì)小信號(hào)影響越大，其典型值為51kΩ，AD芯片可以等效為一個(gè)恒流源，電流的大小一般在μA級(jí)別，形成I2和I3的偏置電流，進(jìn)而形成R0兩端的偏置電壓u(t)＝I2*R0，該偏置電壓呈現(xiàn)到后端回路即為一種直流零漂，可能會(huì)引起后端設(shè)備的誤判、誤動(dòng)。

對(duì)于公式u(t)＝I2*R0，因?yàn)橛布芈芬呀?jīng)決定了R0不可改變，故只有減少I2值，使之趨向于零，即通過(guò)偏置電阻Rx對(duì)產(chǎn)生電勢(shì)差的低電位-nV的電流I3的引流，將I2的電流變小，即產(chǎn)生的u(t)＝R0*I2比較小，通過(guò)AD芯片采樣值比較小，從而對(duì)后端的數(shù)字信號(hào)影響較小，此時(shí)的u(t)即趨向于零，偏置電流形成的采樣零漂才會(huì)趨向于零，貼近U(t)開(kāi)路的真實(shí)情況，通過(guò)參數(shù)的調(diào)整，此時(shí)，n的典型值宜為15，Rx的典型值宜為8.8MΩ，此時(shí)的n和Rx有一定的配合關(guān)系，這里只給出典型參考值，作為其他實(shí)施方式，可以根據(jù)n和Rx的配合關(guān)系，需要具體調(diào)節(jié)n和Rx的大小。

給出計(jì)算偏置電阻的計(jì)算方法，假設(shè)通過(guò)測(cè)量得到偏置電流為Ix，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)使n值偏大，即可計(jì)算出單回路偏置電阻：Rx＝(n/Ix)，其中Ix為流入偏置電阻Rx的電流，即上述的I3。

通過(guò)以上的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)偏置電流的引流處理，達(dá)到了去除直流零漂的目的。

經(jīng)過(guò)調(diào)理后的模擬量電壓信號(hào)傳遞到AD芯片，然后通過(guò)可編程芯片F(xiàn)PGA對(duì)AD芯片的控制，完成u(t)信號(hào)的采集，根據(jù)產(chǎn)品的需求及其AD的采樣性能可以設(shè)置不同的采樣頻率，同時(shí)將采樣數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議進(jìn)行打包上送或者本地處理。

本實(shí)用新型的去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路，可以滿足正常工況下將信號(hào)源U(t)轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的可采樣信號(hào)源u(t)，又可以解決在U(t)開(kāi)路時(shí)，由于AD采樣回路產(chǎn)生的偏置電流引起u(t)變大最終導(dǎo)致零漂偏大，導(dǎo)致后端數(shù)據(jù)異常，以至于導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的問(wèn)題。

本實(shí)施例中的模擬量信號(hào)U(t)既可以是交流量信號(hào)，也可以是直流量信號(hào)。

本實(shí)用新型還提供了一種去除AD轉(zhuǎn)換偏置電流的電路，包括采樣電阻和用于引流的偏置電阻，采樣電阻用于與AD芯片連接，采樣電阻的用于與信號(hào)源正極連接的一端與低電位端之間串聯(lián)所述偏置電阻。

該電路的具體實(shí)施方式已經(jīng)在上述實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，在這里不再贅述。

以上給出了本實(shí)用新型涉及的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。在本實(shí)用新型給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本實(shí)用新型中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的實(shí)用新型目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。