利用高性能同時采樣ADC降低高級電力線監測系統的成本

小尺寸封裝
在許多電網監測應用中需要考慮物理尺寸問題,因為系統通常需要監測多路多相電源,特別是在電力分配中心。對于不同方案,ADC每個通道占用的電路板面積也不同,例如:MAX11040每個通道占用的面積是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,有助于減小整體測量系統的尺寸、功耗及成本。
過壓保護
優化系統設計還必須避免系統在過壓或其它電力線干擾下出現失效,MAX11040以及該系列的其它器件集成了過壓保護功能(類似于ESD保護),保護電路使用了6V鉗位二極管和內部邏輯電路,邏輯電路檢測到過壓時能夠將故障位置位。其它ADC供應商采用了自己的保戶架構,但多數需要使用外部二極管。
使用ADC時,檢測電網的短路和開路故障是這類保護系統最重要的功能。通過觀察ADC的數據進行檢測。制定在什么條件下觸發繼電保護是一個復雜問題,很大程度上取決于監測系統廠商。盡管如此,比較公認的一種看法是:故障條件下觸發繼電器保護與不觸發的結果同樣糟糕。
結論
人們對電力需求的增長使得電力傳輸基礎架構或“智能電網”的投資迅速增長,通過集成功率監測、負載均衡、保護以及表計功能,構建高級電力線監測系統,電力公司(和用戶)能夠更有效地監測、傳輸、使用并控制電網。
標準的多樣性以及不同企業提出的種種要求一方面增加了電網監測系統的開發難度,另一方面也需要這些設備得到更普遍的認可。一些較為嚴格的標準,例如:EN 50160、IEC 62053和IEC 61850,規定了較高的能量檢測精度,給出了嚴格的下限要求;這些標準還要求采樣速率滿足實時電力傳輸監測、故障檢測以及動態負載均衡的要求。標準為現代多通道監測系統所使用的ADC制定了嚴格、清晰的原則。其它考慮因素,包括:有效輸入阻抗(ZIN)、信號相位調節以及小尺寸封裝等,也會影響ADC的選擇。目前,高性能、同時采樣ADC通常針對三相電(和零相)的監測及測量系統進行優化,這些器件也成為高密度設計的首選方案,在提供高性能指標的同時還能夠降低整體系統的成本,使電路板面積最小。
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