先进的电力线监测需要高性能同时采样ADC

摘要：该应用笔记阐述了MAX11046等同时采样ADC在电力线监测中的应用，文章介绍了交流电测量的基本原理，给出了电网监测的典型应用以及国际标准对监测系统的要求。文章归纳了MAX11046电力线监测的独特优势并提供了一个应用案例。
先进的电力线监测需要高性能同时采样ADC
Joseph Shtargot, 应用工程师
Apr 06, 2010

摘要：该应用笔记阐述了MAX11046 等同时采样ADC 在电力线监测中的应用，文章介绍了交流电测量的基本原理，给出了电网监测的典
型应用以及国际标准对监测系统的要求。文章归纳了MAX11046 电力线监测的独特优势并提供了一个应用案例。


引言
供电质量管理系统需要实时监测、记录多相电网的三相电压和电流，这些监控和数据采集(SCADA) 系统还可以监控零相的电压和电流，
以检测负载的不平衡性或频率谐波。此外，功率测量系统对三相电中的每一相电压、电流的均方根值(RMS) 进行测量，由此决定功率损
耗。

先进的电力线监测系统包括供电质量管理、监控与保护以及表计功能。这些系统能够帮助电力部门和用户进行前兆维护、管理能耗和成
本、控制供电质量并为设备提供有效保护，所有这些尝试的目的都是为了提高能效。


测量系统架构
图1给出了交流电测量的基本原理，采样并计算瞬时功率和平均功率。图2所示为典型的电网监测应用，3 相电压之间的相位差为120°，
为1/3 周期。第四条线称为零相，用于调整负载的不均衡。如果3 相负载完全相同，系统达到平衡，此时将没有电流流过零相线。

这种3 相电力系统是全球的通用标准，称为“Y” 型连接，如同其矢量图。每相功率测量通过电流变压器(CT)和电压变压器(PT) 表示，一个
完整系统包含四对信号(3 相电的每相和零相各对应一对信号) 。




图1. 交流电测量中的数据采样
图2. 典型的电网监测应用，采用全球标准的Y型连接。

如图2 所示，MAX11044/MAX11045/MAX11046 同时测量三相及零相电压和电流。数字处理器对采样数据进行处理，计算数字转换数
据、有功电能、无功电能、视在电能以及功率因数。对采样数据进行快