專利名稱：電能質量在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電能質量監(jiān)控技術領域，確切地說涉及應用于電力系 統(tǒng)及其自動化領域中的電能質量在線監(jiān)測裝置。
背景技術：
在理想的電力系統(tǒng)中，電能是以恒定頻率(50Hz或60Hz)和三相平 衡幅值的正弦對稱電壓向用戶供電。在實際的電力系統(tǒng)運行中，由于負荷 是變化的，三相電壓的幅值、頻率及相位差不能保持恒定不變。特別是近 年來，隨著冶金工業(yè)、化學工業(yè)、電氣化鐵路的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的非線 性負荷(如硅整流設備、電力機車(單相整流負載)、變頻設備、相控設備)以及沖擊性負荷(如電弧爐、軋鋼機)使電力網(wǎng)的非線性(諧波)、非對稱性(負序)和波動性(瞬時沖擊)日趨嚴重。不合格的電能質量會引起許多問題，如芯片制造廠生產設備不能正 常工作和出現(xiàn)大量廢品、功率因敏補償設備損壞、變壓器中性線過載、線 損增加、燈光閃爍、電腦死機、數(shù)據(jù)丟失、屏幕閃爍等。現(xiàn)有電能質量監(jiān)控產品大部分為便攜式儀器(裝置)，或采用模擬電路 方式，或采用工控機方式，在實時在線三相同時采集，分析處理方面做的 考慮的很少，工作可靠性不理想，裝置不能長期運行，也無法將采集分析 參數(shù)遠傳至遠方控制中心進行進一步分析處理。發(fā)明內容為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種能對各種電能質量參數(shù) 進行實時在線不間斷監(jiān)測、采集和分析處理，且運行時間長的電能質量在 線監(jiān)測裝置，本實用新型能對各種電能質量參數(shù)進行監(jiān)測、分析、顯示、 存儲、告警、錄波，即能對電能^量參數(shù)進行有效的監(jiān)測和分析，又能對 電能質量參'數(shù)進行計量，.還能對電能質量參數(shù)進行錄波。為完善、詳細、 實時、準確的掌控電網(wǎng)的電能質量提供數(shù)據(jù)，同時也為電能質量事故的分 析、防治、改善提供依據(jù)。本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征^于包括采集、調理電信號的 采集板，與采集板連接并對采集到的電信號進行分析處理的主板，以及與 所述主板連接并對分析處理后的信號進行顯示處理的顯示板；所述釆集板 包括將強電信號轉換為弱電信號并便于A/D轉換器采集的電壓互感器和電流互感器，與電壓互感器和電流互感器連接并將弱電信號濾波處理的坑混 疊濾波器，所述主板包括與所述抗混疊濾波器連接并對輸入的信號同步高 速采樣的MAX125芯片，與MAX125芯片連接并對采樣獲得的信號進行 分析、統(tǒng)計、錄波處理的DSP，和與DSP連接并將經(jīng)DSP處理后的結果 經(jīng)DRAM傳遞進行顯示、告警、存儲、通訊上傳的ARM;所述顯示板包 括與所述ARM連接并對三相時域波形和頻域棒圖實時顯示的LCD,以及 與所述ARM連接并便于輸入操作指令的觸摸屏。所述DSP上還連接有經(jīng)開入接口和開出接口連接的出口板，所述出口 板上設有與所述開入接口連接的開入光耦，以及與所述開出接口連接的開 出光耦。在所述主板上還設有與DSP連接并對錄波波形存儲的錄波FLASH。 在所述主板上還設有與ARM連接的RS485接口， USB接口和以太網(wǎng) 接口。在所述主板上還設有與ARM連接并對DSP處理后的結果存儲的存儲 FLASH。所述電壓互感器和電流互感器的個數(shù)均為4個，抗混疊濾波器的個數(shù) 為8個，與所述抗混疊濾波器連接的MAX125芯片為2個。 所述ARM經(jīng)LCD接口與顯示板上的LCD相連。 所述觸摸屏經(jīng)按鍵接口與所述ARM相連。所述MAX125芯片是高速4通道差動輸入的14位同步采樣A/DC芯片。所述的電壓互感器的型號為SPT204IA，所述的電流互感器的型號為 SCT354IA，所述的抗混疊濾波器型號為LM393，所述的開入光耦為4個， 型號為M0C8050，所述的開出光耦為4個，型號為HRS3T-S。本實用新型的優(yōu)點在于由于本實用新型包括采集、調理電信號的采集板，與采集板連接并對 采集到的電信號進行分析處理的主板，以及與所述主板連接并對分析處理 后的信號進行顯示處理的顯示板；采集板包括電壓互感器和電流互感器和 抗混疊濾波器，主板包括MAX125芯片，DSP， ARM;顯示板包括LCD 和觸摸屏。采用這樣的技術方案，與現(xiàn)有的技術相比，本實用新型能對各 種電能質畺參數(shù)進行實時在線不間斷監(jiān)測、釆集和分析處理，即能對電能 質量參數(shù)進行有效的監(jiān)測和分析.，又能對電能質量參數(shù)進行計量，監(jiān)測精 度高且滿足計量要求，可進行連續(xù)1個月以上的錄波和連續(xù)1年以上的存 儲，本實用新型還能對電能質量參數(shù)進行錄波，為完善、詳細、實時、準 確的掌控電網(wǎng)的電能質量提供數(shù)據(jù)，同時也為電能質量事故的分析、防治、 改善提供依據(jù)，完全適用于電力系統(tǒng)各電彈等級。附圖璣明下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的補充 說明，其中

圖1為本實用新型的結構示意圖具體實施方式實施例1參照說明書附圖，本實用新型公開了一種電能質量在線監(jiān)測裝置，包 括采集、調理電信號的采集板1，與采集板1連接并對采集到的電信號進 行分析處理的主板2，以及與所述主板2連接并對分析處理后的信號進行 顯示處理的顯示板3;所述采集拆1包括將強電信號轉換為弱電信號并便 于A/D轉換器采集的電壓互感器和電流互感器，與電壓互感器和電流互感 器連接并將弱電信號濾波處理的抗混疊濾波器，所述主板2包括與所述抗 混疊濾波器連接并對輸入的信號同步高速采樣的MAX125芯片，與 MAX125芯片連接并對采樣獲得的信號進行分析、統(tǒng)計、錄波處理的DSP， 和與DSP連接并將經(jīng)DSP處理后的結果經(jīng)DRAM傳遞進行顯示、告警、 存儲、通訊上傳的ARM;所述顯示板3包括與所述ARM連接并對三相時 域波形和頻域棒圖實時顯示的LCD，以及與所述ARM連接并便于輸入操 作指令的觸摸屏。實施例2在實施例1的基礎上，本實用新型還進一步包括在DSP上還連接有經(jīng) 開入接口和開出接口連接的出口板4，所述出口板4上設有與所述開入接 口連接的開入光耦，以及與所述開出接口連接的開出光耦。實施例3在實施例1或2的基礎上，本實用新型還進一步包括在所述主板2上 還設有與DSP連接并對錄波波形存儲的錄波FLASH。在所述主板2上還 設有與ARM連接并對DSP處理后的結果存儲的存儲FLASH。所述電壓互 感器和電流互感器的個數(shù)均為4個，抗混疊濾波器的個數(shù)為8個，與所述 抗混疊濾波器連接的MAX125芯片為2個。所述ARM經(jīng)LCD接口與顯示 板3上的LCD相連。所述觸摸屏經(jīng)按鍵接口與所述ARM相連。所述 MAX125芯片是高速4通道差動輸入的14位同步采樣A/DC芯片。所述的 電壓互感盔的型號為SPT204IA，所述的電流互感器的型號為SCT354IA, 所述的抗混疊濾波器型號為LM393，所述的開入光耦為4個，型號為 M0C8050，所述的開出光耦為4個，型號為HRS3T-S。本實用新型采用嵌入式結構、以DSP+ARM的雙CPU為核心，能對各 種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電能質量參數(shù)進行實時不間斷監(jiān)測、分析、顯示、存儲、告 警，監(jiān)測參數(shù)覆蓋所有電能質量指標，監(jiān)測精度高且滿足計量要求，可進 行連續(xù)1個月以上的錄波和連續(xù)1年以上的存儲。主板2作為整個系統(tǒng)的核心，首先利用兩片MAX125對8個模擬信號進行同步高速采樣，之j^由DSP利用先進算法進行分析、統(tǒng)計、錄波，，再 將處理結果通過DRAM傳遞給ARM進行顯示、告警、存儲、通訊上傳。 采樣速率高達12.8kHz,對暫態(tài)事件的分辨率為76us。可進行連續(xù)1個月 以上的錄波和連續(xù)1年以上的存儲。具有以太網(wǎng)、RS485、 USB等多種外 部接口，內置多種通訊規(guī)約，可滿足不同用戶的需求。采集板1作為整個系統(tǒng)的前級通道，先利用電壓、電流互感器將強電 信號無偏移地精確轉換為適應A/D采集的弱電信號，再經(jīng)過置抗混疊濾波 器，完成對信號的調理。顯示板3作為整個系統(tǒng)的交互界面，采用大屏幕、高分辨率、真彩LCD 顯示屏，可實時顯示三相時域波形與頻域棒圖。人機交互采用觸摸屏方式， 操作方便、抗干擾能力強。出口板4預留4個 f入和4個開出接口，并允許用戶定義其功能。該裝置在DSP上內置復序列FFT程序、數(shù)字濾波程序、有效值計算 程序、序分量計算程序、頻率測量程序、95%概率大值統(tǒng)計程序、錄波程 序等，監(jiān)測參數(shù)覆蓋所有電能質量指標，監(jiān)測精度高且滿足計量要求。在 ARM上內置以太網(wǎng)/USB/RS485驅動程序、'LCD驅動程序、MODBUS通 訊規(guī)約、CDT竭訊規(guī)約、1801通訊規(guī)約、LPC通訊規(guī)約、人機交互程序 等，具有友好的人機界面和交互功能。本實用新型不限于上述實施例，根據(jù)上述實施例的描述，本領域的普 通技術人員還可作出一些顯而易見的改變，但這些改變均應落入本實用新 型權利要求的保護范圍之內。
權利要求1、一種電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括采集、調理電信號的采集板(1)，與采集板(1)連接并對采集到的電信號進行分析處理的主板(2)，以及與所述主板(2)連接并對分析處理后的信號進行顯示處理的顯示板(3)；所述采集板(1)包括將強電信號轉換為弱電信號并便于A/D轉換器采集的電壓互感器和電流互感器，與電壓互感器和電流互感器連接并將弱電信號濾波處理的抗混疊濾波器，所述主板(2)包括與所述抗混疊濾波器連接并對輸入的信號同步高速采樣的MAX125芯片，與MAX125芯片連接并對采樣獲得的信號進行分析、統(tǒng)計、錄波處理的DSP，和與DSP連接并將經(jīng)DSP處理后的結果經(jīng)DRAM傳遞進行顯示、告警、存儲、通訊上傳的ARM；所述顯示板(3)包括與所述ARM連接并對三相時域波形和頻域棒圖實時顯示的LCD，以及與所述ARM連接并便于輸入操作指令的觸摸屏。
2、 根據(jù)權利要求1所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所 述DSP上還連接有經(jīng)開入接口和開出接口連接的出口板(4)，所述出口板(4)上設有與所述開入接口連接的開入光耦，以及與所述開出接口連接的 開出光耦。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于 在所述主板(2)上還設有與DSP連接并對錄波波形存儲的錄波FLASH。
4、 根據(jù)權利要求3所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于在 所述主板(2)上還設有與ARM連接的RS485接口， USB接口和以太網(wǎng) 接口。
5、 根據(jù)權利要求4所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于在 所述主板(2)上還設有與ARM連接并對DSP處理后的結果存儲的存儲 FLASH。
6、 根據(jù)權利要求5所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述 電壓互感器和電流互感器的個數(shù)均為4個，抗混疊濾波器的個數(shù)為8個， 與所述抗混疊濾波器連接的MAX125芯片為2個。
7、 根據(jù)權利要求l所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述 ARM經(jīng)LCiD接口與顯示板(3)上的LCD相連。
8、 根據(jù)權利要求1所述的電能質量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述 觸摸屏經(jīng)按鍵接口與所述ARM相連。
專利摘要本實用新型公開了一種電能質量在線監(jiān)測裝置，包括采集、調理電信號的采集板，與采集板連接并對采集到的電信號進行分析處理的主板，以及與所述主板連接并對分析處理后的信號進行顯示處理的顯示板；采集板包括電壓互感器和電流互感器和抗混疊濾波器，主板包括MAX125芯片，DSP，ARM；顯示板包括LCD和觸摸屏。采用這樣的技術方案，與現(xiàn)有的技術相比，本實用新型具有實時不間斷監(jiān)測、監(jiān)測精度高、監(jiān)測參數(shù)多、數(shù)據(jù)存儲容量大、滿足計量要求、具有錄波功能、適用于電力系統(tǒng)各電壓等級等優(yōu)點。
文檔編號G01R23/16GK201218822SQ200820064028
公開日2009年4月8日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權日2008年7月1日
發(fā)明者張新太, 剛 趙, 閻天圣, 煦 黎, 黎軍華 申請人:樂山一拉得電網(wǎng)自動化有限公司