Høy ytelse digital strømmåler: Støyresistens løsning for overvåking av 3-fase systemer

I. Oversikt​

Denne løsningen bruker en høyytelses hovedkontrollprosessormodul og en flermodulær samarbeidsarkitektur for å oppnå nøyaktig innhenting, behandling, visning og fjernoverføring av trefase strømnets parametere, og tilfredsstiller kravene til sanntidsovervåking av kraftsystemer. Samtidig som målnøyaktighet sikres, håndterer denne digitale strømmeren effektivt støyproblemer gjennom flere teknologiske innovasjoner og optimiserer produksjonskostnader.

​II. Total strømmerarkitektur og funksjon​

​Systemarkitektur​

Bruker et arkitekturmodell der "hovedkontrollprosessor er kjernen, flermodulær samarbeid" for å realisere integrerte funksjoner for datainnhenting, behandling, visning og overføring.

​Kjerne Modulfunksjoner​

1. ​Hovedkontrollprosessor Modul​
• Kjerneenhet: MSP430F5438A prosessor
• Integrasjon av funksjoner: AD konverteringssirkuit, høyfrekvens kristallsirkuit, lavfrekvens kristallsirkuit
• Hovedansvar: Kontrollerer systemmoduler og behandler data signaler
• Spesiell Design: Lavfrekvens kristallsirkuit har innebygde kompensasjonseksempler; hovedfrekvensinngang er kun koblet til en 32768Hz lavfrekvens kristall.
2. ​Signalinnhentingsirkuit Modul​
• Spenningsinnhenting: Trefase nettspenning damper spenningdeler sirkuit
• Strøminnhenting: Trefase strømtransformatorer
• Signalkondisjonering: Operasjonsforsterkersirkuit (forstyrkning og nivåkonvertering)
• Kanal Konfigurasjon: Analog spenning prøvesammenstillinger, analog strøm prøvesammenstillinger
• Funksjon: Oppnår nøyaktig innhenting av trefase spenning og strømsignaler.
3. ​Understøttende Funksjonsmoduler​
• Sanntid Klokke (RTC): Gir en nøyaktig tidsgrense, sikrer nøyaktighet i datatidsstempel.
• Intern Informasjon Minne: Lagrer strømmer driftsparametre og innhentede data, støtter innholdendringer.
• Visningskontroll Modul: Viser nettstrøm parametere, utstyrt med anti-støybeskyttelse.
• Kommunikasjonsgrensesnitt: RS485 grensesnitt, støtter tilkobling til fjernovervåkningsdatamaskiner for sanntid dataoverføring.
• Strømforsyning Modul: Flernivå strømproduksjon
• 5V Produksjon: For signalkildeinnhentingsirkuit modul.
• 3.3V Produksjon: For hovedkontrollprosessor, RTC, minne, visningskontroll modul.
• Isolert 5V Produksjon: For kommunikasjonsgrensesnitt.

​III. Kjerne Tekniske Forbedringer og Fordeler​

1. ​Løsning for Neutral Linje Støy​
• ​Tradisjonelle Problemer​
• Neutral linje måtte passere gjennom 4 motstander med total motstand på 1.496MΩ.
• Neutral linje leder er utsatt for støy når den flyter.
• Uvanlig trefase spenning visning når ingen spenning er applisert.
• Ustabilt data, påvirker prøvetaking og måling nøyaktighet.
• ​Forbedret Design​
• Neutral linjen av spenning analog prøvekanal er direkte koblet til systembakken.
• ​Tekniske Fordeler​
• Løser fullstendig neutral linje støyproblemer.
• Fjerner 4 neutral linje motstander, forenkler sirkutdesign.
• Minker produksjons vanskeligheter og kostnader.
2. ​Anti-EFT Støy Design​
• ​Design Løsning​
• En anti-EFT modul er plassert mellom visningskontroll modulen og hovedkontrollprosessen.
• Modulen består av 4 kondensatorer (C1-C4), korresponderer én til én med kommunikasjonssignal linjer.
• Kondensator Spesifikasjoner: C1, C3, C4 er 10000pF; C2 er 3300pF.
• En ende av kondensatoren er koblet til signallinjen, den andre enden er koblet til bakken.
• ​Tekniske Fordeler​
• Gir effektiv beskyttelse for hver kommunikasjonssignal linje.
• Går gjennom 4kV EFT immunitet test.
• Har sterk anti-EFT evne.
3. ​Anti-Elektrostatisk Avlading og Klokkestabilitet Optimalisering​
• ​Kristallsirkuit Konfigurasjon​
• Hovedfrekvensinngangen til hovedkontrollprosessor er kun koblet til en 32768Hz lavfrekvens kristall.
• Prosessor intern lavfrekvens oscillator sirkuit har innebygde kompensasjonseksempler.
• ​Tre Fordeler​
• ESD Ytelse: Går gjennom 15kV luftavledning ESD test, opererer stabilt.
• Klokke Nøyaktighet: Genererer sekundklokke gjennom frekvensdivisjon, sikrer ADC prøvetaking klokke stabilitet.
• Sirkut Forenkling: Fjerner ekstern AD konverteringssirkuit og 2 kristallsirkut kompensasjonseksempler.

​IV. Total Teknisk Effektivitet​

• ​Funksjon Realisering​
• Stabil utfører innhenting og behandling av trefase nettspenning og strømsignaler.
• Sanntid data visningsfunksjon.
• Sanntid data overføring til overvåkningsdatamaskiner via RS485 grensesnitt.
• Tilfredsstiller sanntidsovervåkningsbehov i kraftsektoren.
• ​Ytelsesforbedringer​
• Løser effektivt tre kjerneproblemer: neutral linje støy, elektrostatiske støy, og EFT støy.
• Forbedrer betydelig datainnhenting og måling nøyaktighet.
• Øker betydelig utstyr driftsstabilitet.
• ​Kostnadsoptimalisering​
• Fjerner flere motstander, kondensatorer, og ekstern AD konverteringssirkuit.
• Forenkler produksjonsprosesser, minker produksjons vanskeligheter.
• Minker produksjonskostnader, har høy ingeniør anvendelsesverdi.

​V. Anvendelsesverdi​

Denne digitale strømmerløsningen, gjennom innovativ sirkutdesign og anti-støy teknologi, oppnår høy ytelse, høy pålitelighet kraftparametre overvåking. Samtidig optimaliserer den produkt kostnadsstrukturen, gir en konkurransedyktig teknisk produkt for kraftsystem overvåkning felt, egnet for ulike industrielle kraftovervåknings scenarier.