CN201440158U - 电能质量监测与分析装置 - Google Patents

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佟为明
袁帅
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Abstract

本实用新型是提供一种电能质量监测与分析装置，其包括一电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连，用于采集电力信号；一第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连；一第二处理模块，其通过一双口RAM模块与所述的第一处理模块相连；一第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连；一第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。本实用新型能实时监测显示三相电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。

Description

电能质量监测与分析装置
技术领域
本实用新型涉及电能质量监测技术领域，特别涉及一种电能质量监测与分析装置。
背景技术
随着新型电力电子设备的迅速发展，基于计算机***的控制设备和电子装置在用户负荷中的广泛应用，现代电力***中用电负荷结构发生了重大变化，电能质量已成为电力企业和用户共同关心的重要问题。电能质量监测是掌握电网供电质量的实际情况、改善电能质量的必要前提，电能质量监测装置是电能质量监测工作必不可少的工具。目前，市场上的电能质量监测装置主要存在以下不足：数据处理能力不强，实时性不高；数据采集速率低，模数转换精度低；数字通信能力有限，不易实现远程数据交换、共享；部分装置采用PC机作为测量装置，体积较大、成本偏高。
因此，如何将上述技术问题加以解决，即为本领域技术人员所研究的方向所在。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种电能质量监测与分析装置，其解决了现有技术问题中的微处理器数据处理能力低、***实时性差，数字通信能力有限，不易实现远程数据交换、共享等问题。
为了达到上述目的，本实用新型通过一种电能质量监测与分析装置，其包括：
一电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；
一电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；
一电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连，用于采集电力信号；
一第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连；
一第二处理模块，其通过一双口RAM模块与所述的第一处理模块相连；
一第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连；
一第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。
较佳的，所述的第一处理模块为一高速数字信号处理模块，
较佳的，所述的第二处理模块为一嵌入式处理模块。
较佳的，所述的第一通信接口模块为一Modbus通信接口模块。
较佳的，所述的第二通信接口模块为一以太网通信接口模块。
较佳的，所述高速数字信号处理模块包括一高速DSP数字信号处理模块、一SRAM数据存储模块、一E2PROM参数存储模块和一数字量输入输出模块；其中，所述的SRAM数据存储模块、所述的E2PROM参数存储模块和所述的数字量输入输出模块均与所述的高速DSP数字信号处理模块相连。
较佳的，所述嵌入式处理器模块包括一ARM嵌入式处理器模块、一SDRAM数据存储模块、一液晶显示电路模块和一键盘输入电路模块；其中，所述的DRAM数据存储模块、所述的液晶显示电路模块和所述的键盘输入电路模块均与所述的ARM嵌入式处理器模块相连。
较佳的，所述的高速DSP数字信号处理模块与所述的电力信号采集模块及所述的双口RAM模块相连。
较佳的，所述的ARM嵌入式处理器模块与所述的双口RAM模块、所述的第一通信接口模块及所述的第二通信结构模块相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型能实时监测显示三相电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。本实用新型充分发挥了数字信号处理器DSP的信号处理能力和嵌入式处理器ARM的***控制能力，不仅计算速度快，计算精度高，而且具有友好的人机接口和优良的通信功能。
附图说明
图1为本实用新型电能质量监测与分析装置的一实施例组成框图；
图2为本实用新型电能质量监测与分析装置的另一实施例组成框图。
附图标记说明：1-第一处理模块；2-第二处理模块；3-双口RAM模块；4-电力信号采集模块；5-电压互感器模块；6-电流互感器模块；7-第一通信接口模块；8-第二通信接口模块；11-高速DSP数字信号处理模块；12-SRAM数据存储模块；13-E2PROM参数存储模块；14-数字量输入输出模块；21-ARM嵌入式处理器模块；22-SDRAM数据存储模块；23-液晶显示电路模块；24-键盘输入电路模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1，为实用新型电能质量监测与分析装置的一实施例组成框图，其包括：电压互感器模块5、电流互感器模块6和电力信号采集模块4；电压互感器模块5的四个电压信号采集端分别与电力母线的A相、B相、C相和N相相连；电流互感器模块6的四个电流信号采集端也分别与电力母线的A相、B相、C相和N相相连；电压互感器模块5的电压信号输出输入端与电力信号采集模块4的第一电压信号输入输出端相连；电流互感器模块6的电流信号输出输入端与电力信号采集模块4的第二电流信号输入输出端相连。
本实用新型电能质量监测与分析装置还包括第一处理模块1、第二处理模块2、双口RAM模块3、第一通信接口模块7和第二通信接口模块8；第一处理模块1的电压及电流信号输入输出端与电力信号采集模块4的电压及电流信号输出输入端相连；第二处理模块2的第一通信信号输出输入端与第一通信接口模块7的通信信号输入输出端相连，第二处理模块2的第二通信信号输出输入端与第二通信接口模块8的通信信号输入输出端相连；第一处理模块1与第二处理模块2之间的数据共享通过双口RAM模块3实现。其中，所述的第一处理模块1可为高速数字信号处理模块、所述的第二处理模块2可为嵌入式处理器模块；电力信号采集模块4可选用的型号为AD7656的芯片，电压互感器模块5可选用的型号为TR1139-1C的芯片，电流互感器模块6可选用的型号为TR0139-2C的芯片。
请参阅如图2所示，所述的第一处理模块1可为高速数字信号处理模块、所述的第二处理模块2可为嵌入式处理器模块；其中，所述高速数字信号处理模块包括高速DSP数字信号处理模块11、SRAM数据存储模块12、E2PROM参数存储模块13和数字量输入输出模块14。
其中，高速DSP数字信号处理模块11的数据存储输出输入端与SRAM数据存储模块12的数据存储输入输出端相连，高速DSP数字信号处理模块11的参数存储输出输入端与E2PROM参数存储模块13的参数存储输入输出端相连，高速DSP数字信号处理模块11的数字量输出输入端与数字量输入输出模块14的数字量输入输出端相连，高速DSP数字信号处理模块11的共享数据存储输出输入端与双口RAM模块3的共享数据存储输入输出端相连；所述高速DSP数字信号处理模块11的电压及电流信号输入输出端为高速数字信号处理模块1的电压及电流信号输入输出端；高速DSP数字信号处理模块11的电压及电流信号输入输出端与电力信号采集模块4的电压及电流信号输出输入端相连；
所述的SRAM数据存储模块12可为具有静止存取功能的数据存储模块，所述E2PROM参数存储模块13可为电可擦除的参数存储模块，所述数字量输入输出模块14可为信号输入输出缓冲模块；其中，所述高速DSP数字信号处理模块11选用型号为TMS320F2812的芯片，所述SRAM数据存储模块12选用型号为IS61LV25616L的芯片，所述E2PROM参数存储模块13选用的型号为AT28BV256的芯片，所述数字量输入输出模块14选用的型号为SN74LS245的芯片，所述双口RAM模块3选用型号为IDT70V9289L7的芯片。
所述的第二处理模块2可为嵌入式处理器模块，所述嵌入式处理器模块2包括ARM嵌入式处理器模块21、SDRAM数据存储模块22、液晶显示电路模块23和键盘输入电路模块24。其中，ARM嵌入式处理器模块21的数据存储输出输入端与SDRAM数据存储模块22的数据存储输入输出端相连，ARM嵌入式处理器模块21的视频信号输出端与液晶显示电路模块23的视频信号输入端相连；ARM嵌入式处理器模块21的键盘信号输出端与键盘输入电路模块24的键盘信号输入端相连。所述ARM嵌入式处理器模块21通过双口RAM模块3来实现与第一处理模块1之间进行数据共享。ARM嵌入式处理器模块21的第一通信信号输出输入端与第一通信接口模块7的通信信号输入输出端相连，ARM嵌入式处理器模块21的第二通信信号输出输入端与第二通信接口模块8的通信信号输入输出端相连；其中，液晶显示电路模块14可选用型号为LR-050VRAM的芯片，其显示大小为320×234像素。
本实用新型的第一通信接口模块7可采用Modbus通信接口模块。第一通信接口模块7可选用的型号为MAX485的芯片。
本实施方式第二通信接口模块8可采用以太网通信接口模块。第二通信接口模块8可选用的型号为RTL8019AS的芯片。
本实用新型通过电力信号采集模块4将通过电压互感器模块5和电流互感器模块6监测采集到的三相四线制电源的电压、电流信号转换后，传输到高速数字信号处理模块1中的高速DSP数字信号处理模块11内，高速DSP数字信号处理模块11将上述数据进行综合处理，然后通过双口RAM模块3传输到嵌入式处理器模块2内，ARM嵌入式处理器模块21负责在液晶显示电路模块23上实时显示电能质量参数与其他电力参数，同时通过第一通信接口模块7或第二通信接口模块8将数据传输出去。
本实用新型能实时监测显示三相电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。本实用新型充分发挥了数字信号处理器DSP的信号处理能力和嵌入式处理器ARM的***控制能力，不仅计算速度快，计算精度高，而且具有友好的人机接口和优良的通信功能。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电能质量监测与分析装置，其特征在于，其包括
一电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；
一电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；
一电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连，用于采集电力信号；
一第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连；
一第二处理模块，其通过一双口RAM模块与所述的第一处理模块相连；
一第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连；
一第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。
2.根据权利要求1所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一处理模块为一高速数字信号处理模块，
3.根据权利要求1所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二处理模块为一嵌入式处理模块。
4.根据权利要求1所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一通信接口模块为一Modbus通信接口模块。
5.根据权利要求1所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二通信接口模块为一以太网通信接口模块。
6.根据权利要求2所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述高速数字信号处理模块包括一高速DSP数字信号处理模块、一SRAM数据存储模块、一E2PROM参数存储模块和一数字量输入输出模块；其中，所述的SRAM数据存储模块、所述的E2PROM参数存储模块和所述的数字量输入输出模块均与所述的高速DSP数字信号处理模块相连。
7.根据权利要求3所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述嵌入式处理器模块包括一ARM嵌入式处理器模块、一SDRAM数据存储模块、一液晶显示电路模块和一键盘输入电路模块；其中，所述的DRAM数据存储模决、所述的液晶显示电路模块和所述的键盘输入电路模块均与所述的ARM嵌入式处理器模块相连。
8.根据权利要求6所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的高速DSP数字信号处理模块与所述的电力信号采集模块及所述的双口RAM模块相连。
9.根据权利要求7所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的ARM嵌入式处理器模块与所述的双口RAM模块、所述的第一通信接口模块及所述的第二通信结构模块相连。
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