末端電壓合格率監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電能質(zhì)量檢測領(lǐng)域，具體涉及一種對末端電壓進(jìn)行合格率監(jiān)測的裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的日益提高和電力市場環(huán)境的日趨開放，電網(wǎng)低壓末端的電能 質(zhì)量問題越來越受到人們的關(guān)注。電壓是電能質(zhì)量的一項重要衡量指標(biāo)，電壓質(zhì)量的好壞， 將直接影響到客戶設(shè)備的安全及產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。電壓質(zhì)量的優(yōu)劣直接反映了電網(wǎng)管理 部門技術(shù)水平的高低，反映了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的好壞，因此提高供電電壓質(zhì)量既是用戶期望，同時 也是創(chuàng)建一流供電企業(yè)必須達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)之一，是企業(yè)管理工作的一項重要基礎(chǔ)工 作，也是一項綜合性工作。
[0003] GB/T12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓偏差》中，對電壓合格率定義表述為：實際運 行電壓偏差在限值范圍內(nèi)累計運行時間與對應(yīng)的總運行統(tǒng)計時間的百分比。電壓質(zhì)量的監(jiān) 測和分析是改善和治理電壓質(zhì)量的前提條件，只有及時、準(zhǔn)確地監(jiān)測到電網(wǎng)末端若干監(jiān)測 點的電壓質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行分析評估，才能提出合理、有效、準(zhǔn)確的治理措施，為此 急需一種電網(wǎng)末端電壓合格率監(jiān)測裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)﹄娋W(wǎng)末端的電壓合格率進(jìn)行實時有效監(jiān)測的裝 置。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種末端電壓合格率監(jiān)測裝置，包括對末端電壓進(jìn)行周期采樣以獲得模擬信號的 信號調(diào)理電路、將所述的模擬信號轉(zhuǎn)換為包含電壓采樣值的數(shù)字信號的電壓測量單元、計 算所述的末端電壓的合格率的主控單元、與所述的主控單元相連接并輸出計算結(jié)果的通信 單元、與所述的主控單元相連接并存儲計算統(tǒng)計結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲單元；
[0007] 所述的主控單元中計算所述的末端電壓的合格率的方法為：首先剔除采集到的無 效電壓采樣值；按照設(shè)定的統(tǒng)計單元時長獲得每個所述的統(tǒng)計單元時長的電壓平均值作為 其實際運行電壓；再根據(jù)各個所述的統(tǒng)計單元時長及其實際運行電壓計算電壓合格率。
[0008] 根據(jù)各個所述的統(tǒng)計單元時長及其實際運行電壓計算電壓合格率的方法為：分別 計算獲得所述的末端電壓超電壓上限的時間和超電壓下限的時間，再計算得出所述的末端 電壓的超限率，進(jìn)而根據(jù)所述的超限率計算出合格率。
[0009] 當(dāng)所述的實際運行電壓超過額定電壓的1.07倍時為超電壓上限，則該所述的實 際運行電壓對應(yīng)的統(tǒng)計單元時長計入所述的超上限的時間中；
[0010] 當(dāng)所述的實際運行電壓低于額定電壓的〇. 9倍時為超下限，則該所述的實際運行 電壓對應(yīng)的統(tǒng)計單元時長計入所述的超下限的時間中。
[0011] 所述的超限率的計算方法為：
[0012]
[0013] 所述的合格率的計算方法為：
[0014] 合格率=1-超限率。
[0015] 所述的信號調(diào)理電路包括電壓互感器、電壓變換電路、濾波電路和電壓過零比較 電路。
[0016] 所述的電壓測量單元包括A/D轉(zhuǎn)換器。
[0017] 所述的主控單元包括ARM處理器及其外圍電路。
[0018] 所述的通信單元包括電力線載波調(diào)制解調(diào)芯片。
[0019] 所述的數(shù)據(jù)存儲單元包括FLASH存儲器。
[0020] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明能夠及時、 準(zhǔn)確地地對電網(wǎng)末端電壓的合格率進(jìn)行監(jiān)測，對其進(jìn)行分析評估，從而能提出合理、有效、 準(zhǔn)確的治理措施。
【附圖說明】
[0021] 附圖1為本發(fā)明的末端電壓合格率監(jiān)測裝置的原理框圖。
[0022] 附圖2為本發(fā)明的末端電壓合格率監(jiān)測裝置的工作流程圖。
[0023] 以上附圖中：1、信號調(diào)理電路；2、電壓測量單元；3、主控單元；4、通信單元；5、數(shù) 據(jù)存儲單元。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0025] 實施例一：一種末端電壓合格率監(jiān)測裝置，包括信號調(diào)理電路1、電壓測量單元2、 主控單元3、通信單元4和數(shù)據(jù)存儲單元5。
[0026] 信號調(diào)理電路1用于對末端電壓進(jìn)行周期采樣以獲得模擬信號，其包括依次相連 接的精度等級為〇. 1級的電壓互感器、電壓變換電路、濾波電路和電壓過零比較電路。由電 壓互感器采集到的如變壓器二次側(cè)的電壓信號經(jīng)過變換、濾波等處理后輸出。
[0027] 電壓測量單元2與信號調(diào)理電路1相連接，其用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為包含電壓采 樣值的數(shù)字信號，其采用工業(yè)級高精度14位A/D轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。
[0028] 主控單元3與電壓測量單元2相連接，其用于根據(jù)各個末端電壓的采樣值的數(shù)字 信號來計算末端電壓的合格率，其包括32位工業(yè)級ARM處理器及其外圍電路。
[0029] 通信單元4與主控單元3相連接并輸出計算結(jié)果，其包括電力線載波調(diào)制解調(diào)芯 片，通過低壓電力線載波實現(xiàn)與臺區(qū)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0030] 數(shù)據(jù)存儲單元5也與主控單元3相連接，并用來存儲計算統(tǒng)計結(jié)果，這里采用 FLASH存儲器。
[0031] 所述末端電壓合格率監(jiān)測裝置能夠通過低壓電力線載波接入到遠(yuǎn)程自動抄表系 統(tǒng)，實現(xiàn)電壓合格率統(tǒng)計數(shù)據(jù)的上傳。其具體工作流程方法為：
[0032] 1、初始化：上電后，首先對硬件系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要包括電力線載波芯片、ARM 處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、FLASH存儲器等的初始化。
[0033] 2、數(shù)據(jù)采集：在第1步完成后，在由電壓互感器接入本裝置的測量通道上啟動電 壓采樣定時器，A/D轉(zhuǎn)換器輸出電壓采樣值的數(shù)字信號。
[0034] 3、電壓合格率計算：在第2步完成得到每個電壓采樣值后，主控單元3中執(zhí)行電壓 合格率計算程序。該過程如下：
[0035] a.異常剔除：剔除采集到的無效電壓采樣值，定義電壓值在Un(l±22% )范圍外 即為無效電壓采樣值，其中，Un為額定電壓。剔除無效電壓采樣值后的有效電壓值作為預(yù) 處理值貯存；
[0036] b.統(tǒng)計單元計算：按照設(shè)定的統(tǒng)計單元時長獲得每個統(tǒng)計單元時長的電壓平均 值作為其實際運行電壓。例如，以Imin作為一個統(tǒng)計單元時長，取Imin內(nèi)電壓預(yù)處理值的 平均值，作為被監(jiān)測點即時的實際運行電SU lniin;
[0037] c.電壓合格率計算：根據(jù)各個統(tǒng)計單元時長及其實際運行電壓計算電壓合格率， 具體為：分別計算獲得末端電壓超電壓上限的時間和超電壓下限的時間，再計算得出末端 電壓的超限率，進(jìn)而根據(jù)超限率計算出合格率。定義當(dāng)實際運行電壓超過額定電壓的1.07 倍時，即U lnun>Un (1+7% )時為超電壓上限，則該實際運行電壓Ulniin對應(yīng)的Imin統(tǒng)計單元時 長計入超上限的時間中；當(dāng)實際運行電壓U lniin低于額定電壓的0. 9倍，即U lnun〈Un (1-10% ) 時為超下限，則該實際運行電壓Ulniin對應(yīng)的Imin統(tǒng)計單元時長計入超下限的時間中。
[0038] 利用公式：
[0039]
[0040] 計算得到末端電壓的超限率；再根據(jù)公式
[0041] 合格率=1-超限率
[0042] 計算出末端電壓的合格率。
[0043] 4、數(shù)據(jù)傳輸和存儲：該裝置作為一個測量點配置在遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)的臺區(qū)集中 器內(nèi)，通過低壓電力線載波實現(xiàn)電壓合格率數(shù)據(jù)傳輸。該數(shù)據(jù)同時存儲至數(shù)據(jù)存儲單元5 中。
[0044] 上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：其包括對末端電壓進(jìn)行周期采樣以獲 得模擬信號的信號調(diào)理電路、將所述的模擬信號轉(zhuǎn)換為包含電壓采樣值的數(shù)字信號的電壓 測量單元、計算所述的末端電壓的合格率的主控單元、與所述的主控單元相連接并輸出計 算結(jié)果的通信單元、與所述的主控單元相連接并存儲計算統(tǒng)計結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲單元； 所述的主控單元中計算所述的末端電壓的合格率的方法為：首先剔除采集到的無效電 壓采樣值；按照設(shè)定的統(tǒng)計單元時長獲得每個所述的統(tǒng)計單元時長的電壓平均值作為其實 際運行電壓；再根據(jù)各個所述的統(tǒng)計單元時長及其實際運行電壓計算電壓合格率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：根據(jù)各個所述的統(tǒng) 計單元時長及其實際運行電壓計算電壓合格率的方法為：分別計算獲得所述的末端電壓超 電壓上限的時間和超電壓下限的時間，再計算得出所述的末端電壓的超限率，進(jìn)而根據(jù)所 述的超限率計算出合格率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：當(dāng)所述的實際運行 電壓超過額定電壓的1.07倍時為超電壓上限，則該所述的實際運行電壓對應(yīng)的統(tǒng)計單元 時長計入所述的超上限的時間中； 當(dāng)所述的實際運行電壓低于額定電壓的〇. 9倍時為超下限，則該所述的實際運行電壓 對應(yīng)的統(tǒng)計單元時長計入所述的超下限的時間中。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的超限率的計 算方法％ ·5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的合格率的計 算方法為： 合格率=1-超限率。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的信號調(diào)理電 路包括電壓互感器、電壓變換電路、濾波電路和電壓過零比較電路。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的電壓測量單 元包括A/D轉(zhuǎn)換器。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的主控單元包 括ARM處理器及其外圍電路。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的通信單元包 括電力線載波調(diào)制解調(diào)芯片。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的末端電壓合格率監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)存儲單 元包括FLASH存儲器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有電壓合格率監(jiān)測功能的載波抄表模塊，包括電壓測量單元、主控單元、載波通信單元、存儲單元、電表通信接口、實時時鐘單元和電源模塊。電壓測量單元用于采樣得到包含有電壓采樣值的數(shù)字信號；主控單元根據(jù)數(shù)字信號計算末端電壓的合格率并進(jìn)行統(tǒng)計；載波通信單元在主控單元的控制下接收并相應(yīng)臺區(qū)集中器的命令而實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表；存儲單元用于存儲主控單元的計算統(tǒng)計結(jié)果；電表通信接口用于實現(xiàn)電能表的數(shù)據(jù)采集；實時時鐘單元為主控單元提供時鐘信號。本發(fā)明將末端電壓合格率監(jiān)測和載波抄表技術(shù)相結(jié)合，提供一種多功能的載波抄表模塊，從而能夠及時、準(zhǔn)確地地對電網(wǎng)末端電壓的合格率進(jìn)行監(jiān)測以及進(jìn)行載波抄表。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN105067876
【申請?zhí)枴緾N201510493291
【發(fā)明人】江衛(wèi)中, 李新家, 王紅星, 李冰
【申請人】江蘇省電力公司蘇州供電公司, 江蘇方天電力技術(shù)有限公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月12日