利用高性能同時(shí)采樣ADC降低高級(jí)電力線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本
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時(shí)間：2013-06-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
圖2. MAX11046等多通道同時(shí)采樣ADC可有效簡(jiǎn)化高級(jí)電網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
小尺寸封裝
在許多電網(wǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中需要考慮物理尺寸問(wèn)題，因?yàn)橄到y(tǒng)通常需要監(jiān)測(cè)多路多相電源，特別是在電力分配中心。對(duì)于不同方案，ADC每個(gè)通道占用的電路板面積也不同，例如：MAX11040每個(gè)通道占用的面積是15.9mm2，尺寸只有其它廠商方案的一半。ADC較高的封裝密度允許在PCB板上容納更多通道，有助于減小整體測(cè)量系統(tǒng)的尺寸、功耗及成本。
過(guò)壓保護(hù)
優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)還必須避免系統(tǒng)在過(guò)壓或其它電力線干擾下出現(xiàn)失效，MAX11040以及該系列的其它器件集成了過(guò)壓保護(hù)功能(類似于ESD保護(hù))，保護(hù)電路使用了6V鉗位二極管和內(nèi)部邏輯電路，邏輯電路檢測(cè)到過(guò)壓時(shí)能夠?qū)⒐收衔恢梦弧Ｆ渌麬DC供應(yīng)商采用了自己的保戶架構(gòu)，但多數(shù)需要使用外部二極管。
使用ADC時(shí)，檢測(cè)電網(wǎng)的短路和開路故障是這類保護(hù)系統(tǒng)最重要的功能。通過(guò)觀察ADC的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。制定在什么條件下觸發(fā)繼電保護(hù)是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，很大程度上取決于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠商。盡管如此，比較公認(rèn)的一種看法是：故障條件下觸發(fā)繼電器保護(hù)與不觸發(fā)的結(jié)果同樣糟糕。
結(jié)論
人們對(duì)電力需求的增長(zhǎng)使得電力傳輸基礎(chǔ)架構(gòu)或“智能電網(wǎng)”的投資迅速增長(zhǎng)，通過(guò)集成功率監(jiān)測(cè)、負(fù)載均衡、保護(hù)以及表計(jì)功能，構(gòu)建高級(jí)電力線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，電力公司(和用戶)能夠更有效地監(jiān)測(cè)、傳輸、使用并控制電網(wǎng)。
標(biāo)準(zhǔn)的多樣性以及不同企業(yè)提出的種種要求一方面增加了電網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)難度，另一方面也需要這些設(shè)備得到更普遍的認(rèn)可。一些較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，例如：EN 50160、IEC 62053和IEC 61850，規(guī)定了較高的能量檢測(cè)精度，給出了嚴(yán)格的下限要求；這些標(biāo)準(zhǔn)還要求采樣速率滿足實(shí)時(shí)電力傳輸監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)以及動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡的要求。標(biāo)準(zhǔn)為現(xiàn)代多通道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所使用的ADC制定了嚴(yán)格、清晰的原則。其它考慮因素，包括：有效輸入阻抗(ZIN)、信號(hào)相位調(diào)節(jié)以及小尺寸封裝等，也會(huì)影響ADC的選擇。目前，高性能、同時(shí)采樣ADC通常針對(duì)三相電(和零相)的監(jiān)測(cè)及測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，這些器件也成為高密度設(shè)計(jì)的首選方案，在提供高性能指標(biāo)的同時(shí)還能夠降低整體系統(tǒng)的成本，使電路板面積最小。
評(píng)論