摘要：配电房电力设备数据采集系统中年其主要构成主要包含了测量与案件、同步单元、采集单元以及后处理单元构成。通常情况下的配电房电力设备数据采集靠的是数据采集器来实现的，在电力设备数据采集系统中发挥着重要作用，下面对数据采集器以及基本配置进行简要阐述，分析数据采集系统的构造以及对模拟量、高速数据采集进行详细探究。
关键词：数据采集器；数据采集系统；模拟量；高速数据采集
现阶段配电房电力设备的广泛应用，使得人们对电力设备数据采集有了很大关注。为了控制电力设备的运行状态、且在异常状况下可以对电力设备形成保护需要实时对电力设备进行数据采集，以保证配电房电力系的稳定运行。
1 数据采集装置
1.1 数据采集器
电力设备的数据采集器是一种未处理控制的智能设备，是数据采集系统中主要设备之一。其主要功能是在数据采集系统中可以对电力设备采集很多电脉冲信号，并将其转变为数字数据且记录保存。
在数据采集系统中，数据采集器经过电缆或者是电力线载波与集中器进行通信。它通过受到集中器发的各种指令，并向集中器输送所记录的用户表计数据以及形态。数据采集器可以经过红外通讯接口在配电房中和手抄器进行通信，也可以收到手抄器发出的指令，传送数据器所记录的所有数据信息。
数据采集器使用的是数据存储单元，它使用的是时钟芯片，可以对闰年进行校正，也能对千年虫问题以及小于三十一天的月份进行自动调整。这种装置可以确保数据采集器在断电的情况下实时钟可以运行十年左右，数据也可以保存四十年左右。数据采集器另外还具备付费率的功用，每天可设定二十四个时段，对不同时间段的费率进行计费。
1.2 数据采集器的配置特征
①装备有RS232、RS485串口，可以与多个检测仪器相连，可以进行数据的自动采集；②数据采集器配有USB接口，便于数据的传输；③配有RJ45接口，可以连接网络；④配有VGA视频输出以及音频输出接口，保证视频、音频的接入；⑤内部配置WIFI模块，可连接无线网，便于现场联网；⑥储存空间可达到32G；⑦配有大尺寸的触摸屏，便于操作；⑧操作人员或用户可经过网络端口直接获取数据，便于二次开发。⑨可以进行移动测量，即时传输数据，也可以在网上进行传输数据；⑩电源可以连续工作六小时，待机时长可达十天。
在配电房对电力设备数据采集是为了保证电力设备的安全运行，使用数据采集器相对于传统的数据采集方法来说有很大优势，可以减轻工作人员处理数据繁杂的工作，也可以从实际操作中及时发现电力设备问题，保证其稳定运行，避免不必要的损失。
2 数据采集系统的整体构架
数据采集系统主要包含了四个部分，即测量元件、同步单元、采集单元以及后处理单元。测量元件指的是与一次回路相连的高电压设备，其他四个单元都是低电压的微电子电路。测量元件主要是由测量电压的分压器以及测量电流的霍尔电流传感器两部分构成。这两个器件将回路中的高电压、大电流的信号转变传送为相同大小的小模拟信号，并将其传递到采集单位。同步单元是在交流电网的正弦电压所形成的同步信号。采集单元以及后处理单元使用同步信号保持二者的同步性。同步信号可以精确的伴随电网频率的动作，且确保是电网频率的整数倍。依据需求，同步信号的倍率可以是32倍、64倍，最大到512倍。数据采集系统运行时，采集单元会对各测量元件输出的小模拟信号进行调整以及转换模数，然后经过光纤以编码的方式发送到后处理。而此时，后处理可以对霍尔电流传感器等测量元件供给电源。后处理在收到采集单元的数字信号后，对其进行数字滤波、微调以及汇总等工序，然后使用高速并行或串行的中线将其发送至其他自动控制的过程中。
3 模拟量的采集与转换
模拟量小信号是通过同步、采集以及后处理这三个方面来共同完成采集的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同步单元经过电压互感器引入交流电网中的AB、BC、CA这三路电压信号，然后对这三路信号进行滤波、调整以及锁相倍频，从而形成三路比较独立的倍频信号，然后路由逻辑选择同步倍频电路来对电网的频率进行跟踪处理，从而产生电网频率整倍数的方波信号，需要注意的是，此时的占空比是可以调节的。通常情况下，路由口逻辑选择的是AB线路电压产生的倍频信号来作为同步信号。若是此倍频信号在丢失一段时间可以将其依次转换为BC、CA线路电压产生的倍频信号。同步信号路由逻辑选择后，不会返回到原来使用的线路中。
模拟量的采集时，采集单元有很多个数据采集渠道，分别对应电力设备中各个被测的电气量。后处理单元可用于收集采集渠道中的数字信号，并对其进行滤波、消偏置等数字处理，然后对这些书籍进行汇集，经过高速并行或串行总线将其发送到其他方面。采集与后处理经同步信号保持同步，采集在同步信号方波的上升沿出进行数据的采集和发送。通常状况下，数据采集的通道都会有延迟，后处理单元不会对数据立即处理，而是与同步信号方波的下降沿进行滤波、消偏置等后处理工作。
4 数据采集装值电磁兼容性处理
4.1 电缆的电磁性兼容处理
测量元件与采集单元在一次回路旁，一次回路中的高电压、大电流会对其进行电磁干扰。通过对电缆以及采集单元的电磁性兼容处理，确保数据采集的准确性。在数据采集时，测量元件传送出的信号要经过电缆传递到采集单元，电缆使用的同轴电缆或者是屏蔽式的多芯双绞电缆，电缆外部要装有高导磁的金属管，电缆屏蔽层以及金属导管要单点接地。
4.2 采集单元电磁性兼容处理
采集单元是由印刷电路板组成，主要是高电位通道以及低电位屏柜这两个方面构成。经过有效的屏蔽以及电路板电磁兼容设计，来确保采集单元可以在电磁的干扰下运行良好。高电位通道以及低电位屏柜都使用的是高导磁的铁板作为屏蔽壳吸收低频磁场干扰。屏蔽壳内装有镀银的薄铜板，为的是屏蔽电场以及高频磁场的干扰。而印刷电路板一定要严格按照电磁兼容来进行设计：
①模拟电路的电源、地以及数字电路的电源、地应分开，通过磁珠连接于一点；②模拟电路、数字电路、各元件布局应有一定距离；③印刷电路板中的高频信号应有最短回流途径；④强电与弱电电路应有相应的隔离手段；⑤模拟信号的输入端应有电压抑制以及滤波手段；⑥印刷电路板中的电路距离与边界要有一定距离；⑦并行走线距离要合理；⑧集成芯片附近药妆去耦电容。
5 高速数据采集的实现
高速数据的采集主主要是通过高速AD转换电路、以及高速AD转换控制接口等形式来实现的。
5.1 高速AD转换电路
高速AD转换电路使用的是14为双通道模数转换芯片，其集成了两个具有良好性能的电压源，使用的是多级差的分流水线来构建的，内有输出纠错逻辑采样频率一般使用的是20到65MSPS。此芯片的供电电压为3伏，耗能比较低。此芯片的两个通道共用电压源，其他方面都是相对独立运行的通道间的隔离达到了80dB，所以，此芯片与单通道AD转换器的动态性能基本相同，而且还有更好的抗串以及抗扰性。
5.2 高速AD转换控制接口电路
高速AD转换电路所使用芯片的采样频率比较高，若是信号处理器读取此采样数据，会影响工作效率。所以，要在高速AD转换电路与信号处理器件建高速AD转换控制接口来实现，可以确保数据采集的精确。高速AD转换控制接口有两个数据通道以及采样控制模块，量数据通到底应采样控制模块通道A、B进行数据输出。
6 结语
从电力设备数据采集装置也就是数据采集器的相关内容的韩明，然后通过对电力设备数据采集系统的构架、模拟量信号采集与高速数据采集进行分析，了解数据采集装置怎样实现对数据的采集，保证配电系统的安全运行。
参考文献：
[1]王爱国，周学军.电网设备数据采集技术与方法研究[J].城市勘测，2015，（04）：57-60.
[2]袁辉建.电力设备外绝缘污秽在线监测数据采集的实现[J].科协论坛（下半月），2013，（12）：118-120.
论文作者:徐潇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：数据论文; 信号论文; 单元论文; 数据采集论文; 的是论文; 电力设备论文; 配电房论文; 《基层建设》2018年第11期论文;