专利名称：电能质量监测与分析装置的制作方法
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
背景技术：
随着新型电力电子设备的迅速发展，基于计算机系统的控制设备和电子装置在用 户负荷中的广泛应用，现代电力系统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、系统实时性差，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 —电压互感器�？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱� —电流互感器�？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱� —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�？橄嗔� 用于采集电力信号； —第一处理�？椋溆胨龅缌π藕挪杉？橄嗔� —第二处理�？椋渫ü凰� RAM�？橛胨龅牡谝淮砟？橄嗔� —第一通信接口�？椋溆胨龅诙砟？橄嗔� —第二通信接口模块，其与所述的第二处理�？橄嗔� 较佳的，所述的第一处理模块为一高速数字信号处理�？椋� 较佳的，所述的第二处理�？槲磺度胧酱砟？�。 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�？槲灰蕴ㄐ沤涌谀？�。 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�？�、一SRAM 数据存储�？�、一E乍ROM参数存储�？楹鸵皇至渴淙胧涑瞿？椋黄渲校龅腟RAM数据 存储�？椤⑺龅腅2PROM参数存储�？楹退龅氖至渴淙胧涑瞿？榫胨龅母咚貲SP 数字信号处理�？橄嗔�。 较佳的，所述嵌入式处理器�？榘ㄒ� ARM嵌入式处理器�？�、一 SDRAM数据存储
3�？�、一液晶显示电路�？楹鸵患淌淙氲缏纺？椋黄渲校龅腄RAM数据存储�？�、所述 的液晶显示电路模块和所述的键盘输入电路�？榫胨龅腁RM嵌入式处理器�？橄嗔�。 较佳的，所述的高速DSP数字信号处理�？橛胨龅牡缌π藕挪杉？榧八龅� 双口 RAM�？橄嗔�。 较佳的，所述的ARM嵌入式处理器�？橛胨龅乃赗AM�？�、所述的第一通信接 口�？榧八龅牡诙ㄐ沤峁鼓？橄嗔�。 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的系统控制能力，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。
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�？椋�2-第二处理�？椋�3_双口 RAM�？椋�4_电力信
号采集�？椋�5_电压互感器�？椋�6-电流互感器模块；7-第一通信接口�？椋�8_第二通信
接口�？椋�11-高速DSP数字信号处理�？椋�12-SRAM数据存储模块；13-E乍R0M参数存储模
块；14-数字量输入输出模块；21-ARM嵌入式处理器�？椋�22-SDRAM数据存储�？椋�23-液
晶显示电路�？椋�24-键盘输入电路�？�。
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l，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�？�5、电流互感器�？�6和电力信号采集�？�4 ;电压互感器�？�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�？�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�？� 6的电流信号输出输入端与电力信号采集�？�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�？�2、双 口 RAM�？�3、第一通信接口模块7和第二通信接口�？�8 ;第一处理�？�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�？� 2的第一通信信号输出输入端与第一通信接口�？�7的通信信号输入输出端相连，第二处 理�？�2的第二通信信号输出输入端与第二通信接口�？�8的通信信号输入输出端相连； 第一处理�？�1与第二处理�？�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�？�1可为高速数字信号处理�？�、所述的第二处理�？�2可为嵌入式处理器 �？椋坏缌π藕挪杉？�4可选用的型号为AD7656的芯片，电压互感器�？�5可选用的型 号为TR1139-1C的芯片，电流互感器�？�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�？�、所述的第
4二处理�？�2可为嵌入式处理器模块；其中，所述高速数字信号处理�？榘ǜ咚貲SP数字 信号处理模块11、 SRAM数据存储�？�12、 E2PR0M参数存储�？�13和数字量输入输出模块 14。 其中，高速DSP数字信号处理�？�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E2PR0M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�？�11的 数字量输出输入端与数字量输入输出�？�14的数字量输入输出端相连，高速DSP数字信号 处理�？�11的共享数据存储输出输入端与双口 RAM�？�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�？閘l的电压及电流信号输入输出端为高速数字信号处理 �？�1的电压及电流信号输入输出端；高速DSP数字信号处理�？�11的电压及电流信号输 入输出端与电力信号采集�？�4的电压及电流信号输出输入端相连； 所述的SRAM数据存储�？�12可为具有静止存取功能的数据存储�？椋� 述E乍R0M参数存储�？�13可为电可擦除的参数存储�？椋鍪至渴淙胧涑瞿？� 14可为信号输入输出缓冲�？椋黄渲校龈咚貲SP数字信号处理�？�11选用型号为 TMS320F2812的芯片，所述SRAM数据存储�？�12选用型号为IS61LV25616L的芯片，所述 E乍ROM参数存储�？�13选用的型号为AT28BV256的芯片，所述数字量输入输出�？�14选 用的型号为SN74LS245的芯片，所述双口 RAM�？�3选用型号为IDT70V9289L7的芯片。 所述的第二处理�？�2可为嵌入式处理器�？椋銮度胧酱砥髂？�2包括ARM 嵌入式处理器�？�21、SDRAM数据存储模块22、液晶显示电路�？�23和键盘输入电路�？� 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�？�22的 数据存储输入输出端相连，ARM嵌入式处理器�？�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�？�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�？�21通过双口 RAM�？�3来 实现与第一处理�？�1之间进行数据共享。ARM嵌入式处理器�？�21的第一通信信号输出 输入端与第一通信接口�？�7的通信信号输入输出端相连，ARM嵌入式处理器�？�21的第 二通信信号输出输入端与第二通信接口�？�8的通信信号输入输出端相连；其中，液晶显 示电路�？�14可选用型号为LR-050VRAM的芯片，其显示大小为320X234像素。 本实用新型的第一通信接口�？�7可采用Modbus通信接口�？�。第一通信接口 �？�7可选用的型号为MAX485的芯片。 本实施方式第二通信接口�？�8可采用以太网通信接口�？�。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�？�4将通过电压互感器模块5和电流互感器�？� 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�？�11内，高速DSP数字信号处理�？�11将上述数据进行综 合处理，然后通过双口 RAM�？�3传输到嵌入式处理器�？�2内，ARM嵌入式处理器�？�21 负责在液晶显示电路�？�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�？�7或第二通信接口�？�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 的系统控制能力，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。
权利要求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�？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱灰坏缌骰ジ衅髂？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱灰坏缌π藕挪杉？椋溆胨龅缪够ジ衅髂？榧八龅牡缌骰ジ衅髂？橄嗔糜诓杉缌π藕牛灰坏谝淮砟？椋溆胨龅缌π藕挪杉？橄嗔灰坏诙砟？椋渫ü凰赗AM�？橛胨龅牡谝淮砟？橄嗔灰坏谝煌ㄐ沤涌谀？椋溆胨龅诙砟？橄嗔灰坏诙ㄐ沤涌谀？椋溆胨龅牡诙砟？橄嗔�。
2. 根据权利要求l所述的电能质 块为一高速数字信号处理�？椋�
3. 根据权利要求1所述的电能质 块为一嵌入式处理模块。
4. 根据权利要求l所述的电能质 口�？槲� Modbus通信接口�？�。
5. 根据权利要求l所述的电能质 口�？槲灰蕴ㄐ沤涌谀？椤�
6. 根据权利要求2所述的电能质 处理�？榘ㄒ桓咚貲SP数字信号处理模块、一 SRAM数据存储模块、一 E2PR0M参数存储模 块和一数字量输入输出�？椋黄渲校龅腟RAM数据存储模块、所述的E2PR0M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�？橄嗔�。
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 �？榘ㄒ� ARM嵌入式处理器�？�、一 SDRAM数据存储�？�、一液晶显示电路�？楹鸵患� 输入电路�？椋黄渲校龅腄RAM数据存储模决、所述的液晶显示电路�？楹退龅募� 输入电路�？榫胨龅腁RM嵌入式处理器�？橄嗔�。
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�？榧八龅乃� RAM�？橄嗔�。
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�？橛胨龅乃� RAM�？�、所述的第一通信接口�？榧八龅牡诙ㄐ沤峁鼓？橄� 连。'号采集�？橄嗔荤娔？橛胨龅牡谝淮砟？橄嗔� :二处理�？橄嗔� l第二处理�？橄嗔�。量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一处理模 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二处理模 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一通信接 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二通信接 量监测与分析装置，其特征在于，所述高速数字信号
专利摘要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�？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱灰坏缌骰ジ衅髂？椋湫藕挪杉擞氲缌δ赶呦嗔樱灰坏缌π藕挪杉？椋溆胨龅缪够ジ衅髂？榧八龅牡缌骰ジ衅髂？橄嗔糜诓杉缌π藕牛灰坏谝淮砟？椋溆胨龅缌π藕挪杉？橄嗔灰坏诙砟？椋渫ü凰赗AM�？橛胨龅牡谝淮砟？橄嗔灰坏谝煌ㄐ沤涌谀？椋溆胨龅诙砟？橄嗔灰坏诙ㄐ沤涌谀？椋溆胨龅牡诙砟？橄嗔１臼涤眯滦湍苁凳奔嗖庀允救嗟缪沟牡缪蛊�、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。
文档编号G01R31/00GK201440158SQ20092016173
公开日2010年4月21日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者佟为明, 张东中, 张玉萍, 李中伟, 李凤阁, 袁帅, 金显吉 申请人:黑龙江大学;哈尔滨工业大学
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