一種在線式電能質(zhì)量分析儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種在線式電能質(zhì)量分析儀，涉及電力系統(tǒng)測量領(lǐng)域，包括電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器、存儲器單元、I/O單元、人機(jī)交互單元和電源模塊；電流電壓變換器模塊輸入端連接電力系統(tǒng)的三相交流電，輸出端連接電流電壓信號處理模塊的輸入端；電流電壓信號處理模塊的輸出端、存儲器單元、I/O單元、人機(jī)交互單元分別與微處理器連接；電源模塊分別與電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器和人機(jī)交互單元連接。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)處理精度高、可就地實(shí)時(shí)分析和顯示電能質(zhì)量數(shù)據(jù)或圖形、數(shù)據(jù)存儲量大。
【專利說明】一種在線式電能質(zhì)量分析儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測分析裝置，尤其是一種高速高性能采樣分析的在線式電能質(zhì)量分析儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力電子應(yīng)用技術(shù)正在迅速得到發(fā)展和應(yīng)用，由于非線性負(fù)荷日益增加，造成電力系統(tǒng)電壓、電流波形畸變，對電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成嚴(yán)重危害，同時(shí)非線性負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷還會使電網(wǎng)的非對稱性和波動(dòng)性日趨嚴(yán)重，低下的電能質(zhì)量嚴(yán)重影響了供用電設(shè)備的安全正常運(yùn)行。
[0003]目前國內(nèi)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置主要有便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和在線式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其中便攜式裝置通過不定期對所關(guān)注的點(diǎn)進(jìn)行測量分析，需求量較小。而現(xiàn)有的在線式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置在實(shí)際應(yīng)用中存在很多的不足:1)數(shù)據(jù)處理速度慢，實(shí)時(shí)性差，無法對所有的電能質(zhì)量同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析；2)數(shù)據(jù)處理精度低，時(shí)頻分析手段落后，影響一些瞬時(shí)擾動(dòng)和暫態(tài)事件的準(zhǔn)確分析；3)數(shù)據(jù)存儲容量小，無法滿足對電能質(zhì)量的長時(shí)間綜合監(jiān)測和分析；4)不能就地實(shí)時(shí)分析顯示，一般通過以太網(wǎng)或其他通訊方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯示，容易造成通訊中斷和數(shù)據(jù)丟失，無法讓用戶就地、直觀了解當(dāng)前電壓、電流情況，同時(shí)快速實(shí)時(shí)監(jiān)測越限及暫態(tài)事件。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)處理精度高、可就地實(shí)時(shí)分析和顯示電能質(zhì)量數(shù)據(jù)或圖形、數(shù)據(jù)存儲量大的在線式電能質(zhì)量分析儀。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種在線式電能質(zhì)量分析儀，包括電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元和電源模塊；
[0007]電流電壓變換器模塊輸入端連接電力系統(tǒng)的三相交流電，輸出端連接電流電壓信號處理模塊的輸入端；電流電壓信號處理模塊的輸出端、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元分別與微處理器連接；電源模塊分別與電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器和人機(jī)交互單元連接。
[0008]所述電流電壓信號處理模塊內(nèi)部設(shè)有依次連接的運(yùn)算放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器，電流電壓變換器模塊輸出的電流電壓信號依次經(jīng)過電流電壓信號處理模塊的運(yùn)算放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換后輸出到微處理器。
[0009]所述微處理器為32位ARM+DSP雙核微處理器0MAP3525。
[0010]所述的存儲器單元是8G的TF存儲卡。
[0011]所述的I/O單元包括分別與微處理器連接的串行接口 RS232、USB Device接口、兩路遙信光耦輸入和兩路繼電器輸出。
[0012]所述的人機(jī)交互單元包括鍵盤、指示燈、顯示屏；鍵盤由10個(gè)鍵組成，分別為諧波界面快捷鍵、波形界面快捷鍵、相位圖界面快捷鍵、告警界面快捷鍵、向上鍵、向下鍵、向左鍵、向右鍵、取消鍵和確認(rèn)鍵；指示燈由6個(gè)發(fā)光二極管組成，分別為運(yùn)行指示燈、頻率異常指示燈、電壓異常指示燈、諧波異常指示燈、閃變超限指示燈、不平衡指示燈；鍵盤、指示燈、顯示屏分別通過并行數(shù)據(jù)總線與微處理器相連。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:高速的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析處理能力，可以就地、實(shí)時(shí)、同時(shí)顯示多項(xiàng)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)或圖形，讓用戶直觀了解當(dāng)前電壓電流失真情況，數(shù)據(jù)處理精度高、數(shù)據(jù)存儲量大，更符合用戶的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合圖1，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍:
[0016]如圖1所示，一種在線式電能質(zhì)量分析儀，包括電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元和電源模塊；電流電壓變換器模塊輸入端連接電力系統(tǒng)的三相交流電，輸出端連接電流電壓信號處理模塊的輸入端；電流電壓信號處理模塊的輸出端、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元分別與微處理器連接；電源模塊分別與電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器和人機(jī)交互單元連接。
[0017]所述電流電壓信號處理模塊內(nèi)部設(shè)有依次連接的運(yùn)算放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器，電流電壓變換器模塊輸出的電流電壓信號依次經(jīng)過電流電壓信號處理模塊的運(yùn)算放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換后輸出到微處理器。
[0018]所述微處理器選用了 TI公司所生產(chǎn)的基于ARM+DSP雙核的32位、主頻可達(dá)600MHz的嵌入式微處理器0MAP3525 ；目的是應(yīng)用其大容量的存儲空間和高速的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)時(shí)快速處理各種復(fù)雜算法與數(shù)據(jù)分析，提高設(shè)備的數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲、分析性能。
[0019]所述存儲器單元采用SG的TF存儲卡作為數(shù)據(jù)存儲器，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)事件數(shù)據(jù)、告警事件數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、波形數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的長時(shí)間存儲。
[0020]所述的I/O單元包括分別與微處理器連接的串行接口 RS232、USB Device接口、兩路遙信光耦輸入和兩路繼電器輸出。
[0021]所述的人機(jī)交互單元包括鍵盤、指示燈、顯示屏；鍵盤由10個(gè)鍵組成，分別為諧波界面快捷鍵、波形界面快捷鍵、相位圖界面快捷鍵、告警界面快捷鍵、向上鍵、向下鍵、向左鍵、向右鍵、取消鍵和確認(rèn)鍵；指示燈由6個(gè)發(fā)光二極管組成，分別為運(yùn)行指示燈、頻率異常指示燈、電壓異常指示燈、諧波異常指示燈、閃變超限指示燈、不平衡指示燈；人機(jī)交互單元的鍵盤、指示燈、顯示屏分別通過并行數(shù)據(jù)總線與微處理器相連。
[0022]顯示屏為5.6寸、640*480高分辨率的真彩觸摸顯示屏VS64480M56，可以同時(shí)顯示各種電能質(zhì)量參數(shù)、矢量圖、頻譜圖、表格圖等，實(shí)時(shí)顯示各相電流電壓波形，使用戶可以直觀了解當(dāng)前電壓電流失真情況，同時(shí)監(jiān)測越限和暫態(tài)事件，實(shí)現(xiàn)各種電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的就地實(shí)時(shí)分析和顯示。
[0023]電源模塊提供在線式電能質(zhì)量分析儀的工作電壓。
[0024]本實(shí)用新型的工作原理是:電力系統(tǒng)的三相電流和電壓、中線電流和電壓的模擬量信號分別輸入到電流電壓變換器模塊，再分別經(jīng)過電流電壓變換器模塊變換后，輸入到電流電壓信號處理模塊，電流電壓信號處理模塊對上述信號分別進(jìn)行運(yùn)算放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換處理，然后輸出到微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析處理；計(jì)算分析的結(jié)果通過人機(jī)交互單元的顯示屏顯示，運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信號通過人機(jī)交互單元的指示燈顯示。用戶也可以通過人機(jī)交互單元的鍵盤輸入快捷命令，在顯示屏上顯示計(jì)算分析的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:包括電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元和電源模塊； 電流電壓變換器模塊輸入端連接電力系統(tǒng)的三相交流電，輸出端連接電流電壓信號處理模塊的輸入端；電流電壓信號處理模塊的輸出端、存儲器單元、I/o單元、人機(jī)交互單元分別與微處理器連接；電源模塊分別與電流電壓變換器模塊、電流電壓信號處理模塊、微處理器和人機(jī)交互單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:所述電流電壓信號處理模塊內(nèi)部設(shè)有依次連接的運(yùn)算放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器，電流電壓變換器模塊輸出的電流電壓信號依次經(jīng)過電流電壓信號處理模塊的運(yùn)算放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換后輸出到微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:所述微處理器為32位ARM+DSP雙核微處理器0MAP3525。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:所述的存儲器單元是8G的TF存儲卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:所述的I/O單元包括分別與微處理器連接的串行接口 RS232、USB Device接口、兩路遙信光耦輸入和兩路繼電器輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線式電能質(zhì)量分析儀，其特征在于:所述的人機(jī)交互單元包括鍵盤、指示燈、顯示屏；鍵盤由10個(gè)鍵組成，分別為諧波界面快捷鍵、波形界面快捷鍵、相位圖界面快捷鍵、告警界面快捷鍵、向上鍵、向下鍵、向左鍵、向右鍵、取消鍵和確認(rèn)鍵；指示燈由6個(gè)發(fā)光二極管組成，分別為運(yùn)行指示燈、頻率異常指示燈、電壓異常指示燈、諧波異常指示燈、閃變超限指示燈、不平衡指示燈；鍵盤、指示燈、顯示屏分別通過并行數(shù)據(jù)總線與微處理器相連。
【文檔編號】G01R31/00GK204129148SQ201420654476
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】王輝春, 桂丹, 楊堂華, 李衛(wèi), 徐學(xué)帥, 嚴(yán)冬, 孫國芳, 張冠一, 謝照祥, 李文亮, 吳治軍, 劉華文, 徐斌, 郭玉亮 申請人:云南電網(wǎng)公司普洱供電局