CN207396600U - 电压暂降监测仪和电压暂降监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电压暂降监测仪和电压暂降监测***，包括壳体，以及设置在壳体内部的电能专用计量芯片、MCU、ARM处理器、通信装置、互感装置和采样接口。电压暂降监测仪中的互感装置通过采样接口获取供电线路上的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至电能专用计量芯片。电能专用计量芯片内部集成了包括模数转换电路在内的多种电路，可根据电压信号和电流信号采样运算出大量的、多类型的采样数据。同时结合MCU对采样数据的缓存和读取功能，使ARM处理器能够快速地读取到大量的采样数据，实现对多类型采样数据的快速通信处理，以提高通过通信装置发送采样数据的效率，使管理人员能够及时地从远程获取多类型的采样数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力***维护领域，特别是涉及一种电压暂降监测仪和电压暂降监测***。
背景技术
随着各级电网的发展建设，电能质量在各级电网企业和用户中越来越受到重视，对电网进行实时有效地监测成为各级电网企业的工作重点。电压暂降是一种典型的电能质量事件，导致电压暂降的原因有很多，如电网的网架结构、设备缺陷、天气和用电客户。通过对电压暂降的监测，可以给电网的管理和维护提供有效的支持，以保障电网工作的可靠性。
电压暂降事件主要是通过电压暂降监测仪来监测。现有的电压暂降监测仪通过通用的AD采样芯片对获取到的待测供电线路上的电压信号和电流信号进行采样运算，从而获知电压暂降事件。但是，通过现有的电压暂降监测仪获取的采样数据类型单一。
实用新型内容
基于此，有必要针对通过现有的电压暂降监测仪远程获取的采样数据类型单一的缺陷，提供一种电压暂降监测仪和电压暂降监测***。
本实用新型所提供的技术方案包括：
一种电压暂降监测仪，包括壳体，以及设置在壳体内部的电能专用计量芯片、MCU、ARM处理器、通信装置、互感装置和采样接口；
所述电能专用计量芯片通过所述MCU连接所述ARM处理器，所述ARM处理器连接所述通信装置；
所述电能专用计量芯片通过所述互感装置连接所述采样接口；所述采样接口用于连接待测供电线路。
一种电压暂降监测***，包括服务器和上述的电压暂降监测仪，所述电压暂降监测仪通过与所述服务器建立连接，将采样数据发送至所述服务器。
本实用新型所提供的一种电压暂降监测仪和电压暂降监测***，电压暂降监测仪中的互感装置通过采样接口获取供电线路上的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至电能专用计量芯片。由于电能专用计量芯片内部集成了包括模数转换电路在内的多种电路，所以电能专用计量芯片可根据电压信号和电流信号采样运算出大量的、多类型的采样数据。同时结合MCU对采样数据的缓存和读取功能，使ARM处理器能够快速地读取到大量的采样数据，实现对多类型采样数据的快速通信处理，以提高通过通信装置发送采样数据的效率，使管理人员能够及时地从远程获取多类型的采样数据。
附图说明
图1为电压暂降监测仪的壳体示意图；
图2为电压暂降监测仪的内部装置结构图
图3为互感装置与采样接口的内部构架连接示意图；
图4为一优选实施例的电压暂降监测仪的内部装置结构图；
图5为电压暂降监测***的***结构图；
图6为一优选实施例的电压暂降监测***的***结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在一实施例中，如图1所示，为电压暂降监测仪的壳体示意图，所述电压暂降监测仪包括壳体100。壳体100上具有“运行”“通信”“告警”灯，分别直观提示用户电压暂降监测仪的当前状态。“运行”灯，常亮提示当前电压暂降监测仪正常运行；“通信”灯，常亮提示当前电压暂降监测仪处于通信状态；“告警”灯，常亮提示当天有告警事件。电压暂降监测仪可以通过3G/4G进行通信，因此具备SIM卡的插孔以及信号天线接头，LAN口为现场调试所用。
如图2所示，为电压暂降监测仪的内部装置结构图，包括设置在壳体100内部的电能专用计量芯片101、MCU102、ARM处理器103、通信装置104、互感装置105和采样接口106；
所述电能专用计量芯片101通过所述MCU102连接所述ARM处理器103，所述ARM处理器103连接所述通信装置104；
所述电能专用计量芯片101通过所述互感装置105连接所述采样接口106；所述采样接口用于连接待测供电线路。
本实施例所提供的一种电压暂降监测仪，所述互感装置105通过所述采样接口106获取供电线路上的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至所述电能专用计量芯片101。由于所述电能专用计量芯片101内部集成了包括模数转换电路在内的多种电路，所以所述电能专用计量芯片101可根据所述电压信号和电流信号采样运算出大量的、多类型的采样数据。同时结合MCU102对所述采样数据的缓存和读取功能，使所述ARM处理器103能够快速地读取到大量的采样数据，实现对多类型采样数据的快速通信处理，以提高通过通信装置104发送采样数据的效率，使管理人员能够及时地从远程获取多类型的采样数据。
其中，所述电能专用计量芯片101内部包括多个模数转换器，可以完成对所述电压信号和电流信号波形的采样运算。优选地，所述电能专用计量芯片101包括ATT7022EU芯片，所述ATT7022EU芯片内部集成了多路模数转换器、参考电压电路、所有功率电路、能量电路、有效值电路、功率因数电路以及频率测量的数字信号处理电路，能够根据所述电压信号和电流信号测量所述供电线路各相的电流有效值、电压有效值、功率因数、相角和频率，同时还能测量各相及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量和无功能量等参数，丰富电压暂降监测仪对所述电压信号和电路信号的采样运算方式，以获取多类型的采样数据。同时ATT7022EU芯片的采样速度可达14.4k，满足对采样运算的效率要求。而且，ATT7022EU芯片还集成相位判断、有效值计算、频率测量等功能，可有效较少后续ARM处理器103的处理负荷。
优选地，所述MCU包括STM32F103C8T6控制器。通过MCU完成对所述采样数据的缓存和读取，以快速地从所述电能专用计量芯片101读取大量采样数据的需求。其中，所述MCU可选用STM32F103C8T6控制器，所述STM32F103C8T6微控制器具有可靠性高、成本低和安装灵活等优点，有利于控制电压暂降监测仪的成本，提高可靠性。
优选地，所述ARM处理器103包括AT91SAM9X35处理器。通过所述ARM处理器完成对所述采样数据的处理，丰富所述采样数据的后续应用，如将所述采样数据根据通讯协议进行封装等。其中，所述ARM处理器可选用AT91SAM9X35处理器，AT91SAM9X35处理器具有丰富的外设集和高速通信的高带宽架构，能够实现对所述采样数据进行多种快速的处理。
其中，所述采样接口106用于连接供电线路，在实际应用中，所述互感装置105通过所述采样接口106连接所述供电线路，获取供电线路上的电压信号和电流信号。而实际应用中，电压暂降监测仪监测的供电线路上的电压和电流很大，直接将所述电压和电流传输到所述电能专用计量芯片101会导致芯片的毁损。在本实施例中通过互感装置105变换所述电压信号和电流信号，降低电压大小或电流大小，以有效地保护所述电能专用计量芯片。
其中，所述通信装置104可以采用多种通信方式，包括有线通信方式或无线通信方式，例如Wi-Fi、蓝牙、3G或485总线等。所述通信装置104可包括485通讯模块、3G/4G通讯模块、蓝牙通讯模块、WIFI通讯模块中的任意一种或多种。
通过连接所述ARM处理器103的通信装置104，实现电压暂降监测仪与外界的通信，可将所述ARM处理器103处理后的采样数据传输至外部设备，基于此拓展所述电压暂降监测仪的应用场景和应用方式。
优选地，所述电能专用计量芯片101与所述MCU102间通过SPI总线连接，所述MCU102与所述ARM处理器103间通过SPI总线连接。，以提高个器件间的数据传输效率。
在一实施例中，如图3所示，为互感装置与采样接口的内部构架连接示意图，所述互感装置105包括预设个数的电压互感器201和预设个数的电流互感器202，所述采样接口106包括预设个数的电压采样通道203和预设个数的电流采样通道204。
所述电压互感器201与所述电压采样通道203一一对应连接，所述电流互感器202与所述电流采样通道204一一对应连接。
各所述电压采样通道203用于一一对应连接所述供电线路中的各条线路，获取所述电压信号；各所述电流采样通道204用于一一对应连接所述供电线路中的各条线路，获取所述电流信号。
其中，所述预设个数根据所述供电线路的线路数确定。举个例子，若所述供电电路为三相四线的供电线路，则线路数为4，那么所述预设个数为4-1＝3个。所述互感装置201包括3个电压互感器201和3个电流互感器202，所述采样接口202包括3个电压采样通道203和3个电流采样通道，分别用于测量A、B和C三相的电压和电流。若所述供电电路为三相三线的供电线路，则线路数为3，那么所述预设个数为3-1＝2个。所述互感装置201包括2个电压互感器201和2个电流互感器202，所述采样接口202包括2个电压采样通道203和2个电流采样通道，分别用于测量A和C三相的电压和电流。如图3所示，每个所述电压互感器201通过对应一个电压采样通道203连接所述供电线路中的一相，每个所述电流互感器202通过对应一个电流采样通道204连接所述供电线路中的一相。通过获取所述供电线路中每一相的电压信号和电流信号，使所述电能专用计量芯片101可以通过采样运算获取各相或合相的采样数据，使所述采样数据的类型更为丰富全面。
在一优选实施例中，如图4所示，为一优选实施例的电压暂降监测仪的内部装置结构图，所述电压暂降监测仪还包括电源装置301，所述电源装置分别连接所述采样接口106、所述电能专用计量芯片101、所述MCU102和所述ARM处理器103；所述电源装置301用于给所述电能专用计量芯片101、MCU102和ARM处理器103供电。
其中，所述电源装置301可为一些常见类型的供电电路，如开关电源电路等。所述电源装置301通过所述采样接口106获取供电线路上的电能，将所述电能进行转化，用于给所述电能专用计量芯片101、MCU102和ARM处理器103供电。所述电源装置301通过所述采样接口106取电，可降低材料成本，降低电路板的设计难度，节省硬件开发时间。
在一实施例中，如图5所示，为电压暂降监测***的***结构图，所述电压暂降监测***包括服务器401和上述电压暂降监测仪402，所述电压暂降监测仪402通过所述通信装置104与所述服务器401建立连接，将采样数据发送至所述服务器401。
通过所述通信装置104建立所述电压暂降监测仪402与服务器401之间的连接，将所述电压暂降监测仪402中的采样数据发送至所述服务器401中。其中，所述通信装置104包括有线和无线等多种通信方式，即所述电压暂降监测仪402与服务器401间可通过有线方式建立连接，如485总线连接等，也可通过无线方式建立连接，如3G/4G连接等。基于此，通过所述电压暂降监测***对供电线路实现远程监测，远程获取采样数据。
优选地，如图6所示，为一优选实施例的电压暂降监测***的***结构图，所述电压暂降监测***还包括终端设备501；所述终端设备501用于与所述服务器401和/或所述电压暂降监测仪402建立连接。
其中，所述终端设备501可以是手持终端或固定终端。所述终端设备501通过与所述服务器401和/或所述电压监测仪402建立连接，获取所述采样数据。其中，所述终端设备501可同时与服务器401和电压暂降监测仪402建立连接，也可与所述服务器401和电压暂降监测仪402中任意一方建立连接，包括有线和无线等多种通信连接方式。当所述终端设备501远离所述电压暂降监测仪402时，可通过3G/4G等远程通信方式与服务器401或电压暂降监测仪402建立通信连接，获取所述采样数据。当所述终端设备501靠近所述电压暂降监测仪402时，可通过蓝牙等于所述电压暂降监测仪402建立通信连接。基于此，实现所述采样数据的多终端共享与查看，实现不同距离、不同位置的电压暂降监测管理。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电压暂降监测仪，其特征在于，包括壳体，以及设置在壳体内部的电能专用计量芯片、MCU、ARM处理器、通信装置、互感装置和采样接口；
所述电能专用计量芯片通过所述MCU连接所述ARM处理器，所述ARM处理器连接所述通信装置；
所述电能专用计量芯片通过所述互感装置连接所述采样接口；所述采样接口用于连接待测供电线路。
2.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，所述电能专用计量芯片与所述MCU间通过SPI总线连接，所述MCU与所述ARM处理器间通过SPI总线连接。
3.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，所述互感装置包括预设个数的电压互感器和预设个数的电流互感器，所述采样接口包括预设个数的电压采样通道和预设个数的电流采样通道；
所述电压互感器与所述电压采样通道一一对应连接，所述电流互感器与所述电流采样通道一一对应连接；
各所述电压采样通道用于一一对应连接所述供电线路中的各条线路；各所述电流采样通道用于一一对应连接所述供电线路中的各条线路。
4.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，还包括电源装置，所述电源装置分别连接所述采样接口、所述电能专用计量芯片、所述MCU和所述ARM处理器；所述电源装置用于给所述电能专用计量芯片、MCU和ARM处理器供电。
5.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，所述通信装置包括485通讯模块、3G/4G通讯模块、蓝牙通讯模块、WIFI通讯模块中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述电压暂降监测仪，其特征在于，所述电能专用计量芯片包括ATT7022EU芯片。
7.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，所述MCU包括STM32F103C8T6控制器。
8.根据权利要求1所述的电压暂降监测仪，其特征在于，所述ARM处理器包括AT91SAM9X35处理器。
9.一种电压暂降监测***，其特征在于，包括服务器和如权利要求1-8任意一项所述的电压暂降监测仪，所述电压暂降监测仪通过所述通信装置与所述服务器建立连接，将采样数据发送至所述服务器。
10.根据权利要求9所述的电压暂降监测***，其特征在于，还包括终端设备；
所述终端设备用于与所述服务器和/或所述电压暂降监测仪建立连接。
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