一种用于输入电网信号的同步采集系统的制作方法

本实用新型属于电网监测领域，尤其是涉及一种用于输入电网信号的同步采集系统。

背景技术：

随着我国工业的发展，各种自动化、数字化的用电设备越来越多，因此，对电网的供电质量要求越来越高，不再是以前主要以照明为主时所关心的停电问题，而是对电网的电压范围、频率、相位、功率因素甚至谐波都提出了较高要求。而电网会出现一些电压暂降、电压暂升、电压中断、高次谐波以及三相电压不平衡等系列问题，因此设计一种同步采集系统，同时采集电网电压电流信号，计算相位差，功率因素，谐波等显得尤其必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对以上存在的不足，提供一种用于输入电网信号的同步采集系统。

为此，本实用新型的以上目的将通过以下技术方案来实现：

一种用于输入电网信号的同步采集系统，其特征在于，所述同步采集系统包括：

- 模拟前端，所述模拟前端用于采样调理输入电网信号，使得微处理器单元能够识别处理；

- 微处理器单元，所述微处理器单元用于同步处理模拟前端输出的电信号，并处理计算出电压、电流、频率、相位、谐波等电网参数；

- 通信单元，所述通信单元用于将微处理器单元获得的实时数据传输给控制中心；以及

- 电源，所述电源用于为模拟前端、微处理器单元和通信单元提供电力支持。

优选地，所述微处理器单元包括STM32系列集成电路及其外围电路。

优选地，所述微处理器单元包括至少两个模拟数字转换器（ADC）。

优选地，所述模拟前端包括电压采集模块和电流采集模块，同步调理采集基础电压信号和电流信号，并传输给微处理器单元处理计算。

优选地，所述电压采集模块包括电压互感器及运算放大器为核心的电子电路。

优选地，所述电流采集模块包括电流互感器及运算放大器为核心的电子电路。

优选地，所述通信单元为有线通信接口电路或无线通信接口电路。

优选地，所述有线通信接口电路为RS485或以太网通信接口电路。

优选地，所述无线通信接口电路为WIFI或Zigbee射频电路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种用于输入电网信号的同步采集系统，包括模拟前端、微处理器单元、通信单元以及电源。使用集成度高的STM32芯片内置的双模拟数字转换器（ADC）同时采集基础模拟前端调理过的电压信号和电流信号，保证电压及电流采样时间的同步，避免由于采样原理导致的相位误差，更加精准的测量输入电网的电压、电流、频率、相位、谐波等参数，以便实时监控电网供电质量并传输给控制中心。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种用于输入电网信号的同步采集系统的示意图；

图中：1-微处理器单元；101-ADC1；102- ADC2；2-模拟前端；201-电压采集模块；202-电流采集模块；3-电源；4-通信单元。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

本实施例中提供一种用于输入电网信号的同步采集系统，特别地，提供一种基于STM32内核的同步采集系统，包括微处理器单元1、模拟前端2、电源3和通信单元4。输入电网信号输入至模拟前端2，模拟前端2调理采样后传输给微处理器1进行处理计算，并通过通信单元4传输给控制中心处理或接收控制中心指令。

微处理器单元1用于处理模拟前端输出的电信号，本实施例中微处理器单元为以STM32F103VC为核心及其外围电路组成的最小系统，其内含两个独立的模拟转换器（ADC），分别为ADC1-101和ADC2-102。ADC1-101和ADC2-102分别用于采集模拟前端2的电压采集模块201输出的电压信号和电流采集模块202输出的电流信号，启用STM32F103VC内部定时器定时中断触发ADC1-101及ADC2-102同步采集输入信号，同步转换完成后，触发直接内存存取（DMA）中断后得到电压、电流、频率、相位、谐波等电网参数，保证了采集系统的同步性，提高了系统相位差等电网参数的采集精度。

模拟前端2用于采样调理输入信号，包括电压采集模块201和电流采集模块202。电压采集模块201用电压互感器及运算放大器为核心的电子电路采样调理输入电网信号后，传输给微处理器单元1中的模拟转换器ADC1；电流采集模块202用电流互感器及运算放大器为核心的电子电路采样调理输入电网信号后，传输给微处理器单元1中的模拟转换器ADC2。

电源3用于将电网交流电压通过整流、滤波、稳压等电路转换为系统工作的直流电压，用于给微处理器单元1、模拟前端2和通信单元4进行供电。

通信单元4通过有线或无线的方式将微处理器单元获得的实时数据传输给控制中心。有线可以是RS485或以太网等通信接口电路，无线可以是WIFI或Zigbee等射频电路，实现与控制中心的信息交互。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。