专利名称：电能质量监测分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能质量管理装置，特别是涉及一种对电能质量 进行监测、记录和分析的装置。
背景技术：
电能质量(power quality)表征电力公司供电的质量水平，也是电力 用户用电品质的反映，是电力市场化发展过程中衡量电力服务水平的重要 指标。随着电子技术的发展， 一方面，非线性器件和设备得到越来越广泛 的应用，电网波形畸变越来越严重，谐波(波形畸变)含量也显著增加； 另一方面，随着各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备不断普及， 人们对电能质量的要求不断提高。电力系统中的电能质量问题可分为稳态 和暂态两大类。稳态电能质量问题以波形畸变为主要特征，持续时间较长， 又可以分为以下几种类型谐波、间谐波、电压不平衡、过电压和欠电压。 暂态电能质量问题通常是以频谱和持续时间短为特征，包括脉冲暂态和振 荡暂态两类，其表现形式有电压瞬变、电压闪变、电压骤升、骤降、短 时断电。
电能质量监测是发现电能质量问题的重要手段，可以用来确定电力系 统故障的原因。电能质量监测装置通过实时地监测电网(电网侧或负荷测) 的电压、电流质量参数，以实现对监测点电能质量水平的评估。因为受数 据存储量的限制，目前市售的电能质量监测装置都需要设置触发阈值，只有监测到数据变化超过阈值才会记录；这样容易导致有效信息的遗漏，难 以全面综合地考察电能质量。另外，周波采样率问题也是电能质量监测的 技术难题，周波采样速率低，常常导致频谱和持续时间短的暂态电能信息 的丢失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电能质量监测分析装置， 该装置可以综合检测、记录和分析电能质量，确定电力系统故障原因。具 体地说，该装置在数据记录方面不设置阈值，从而避免了电能质量信息的 遗漏问题；该装置采用每周波高采样率，从而避免了暂态电能质量信息的 丢失；多个该装置还可以在大区域内同歩运行。
为解决上述技术问题，本实用新型电能质量监测分析装置包括监测终 端机和显示器，所述监测终端机通过互感器模块与三相电路相连接，又通 过数据线与显示器相连接；其中，监测终端包括
互感器�？椋ń嘞呗返那康缪剐藕抛晃醯缪剐藕诺牡缪� 互感器、和将三相线路上的强电流信号转换为弱电流信号的电流互感器；
具有多路并行的模数转换通道的模数转换�？椋ジ衅髂？榇莸� 弱电压、弱电流的模拟信号转换为数字信号再传递至DSP采样模块；
周波采样率在512点以上的DSP采样�？椋肽Ｊ荒？橄嗔樱� 对模数转换�？槭淙氲氖中藕沤辛裳杉降氖菪畔⒋渲� CPU压縮存储�？椋�
CPU压縮存储模块，将DSP采样�？榇莸氖葜苯咏醒箍s，压縮后的数据进行存储或者通过通信�？橄蛲夥⑺停�
通信模块包括本地通信端口 、有线网络接口和/或无线网络接口 ； 电源�？橛肽Ｊ荒？椤SP采样模块、CPU压縮存储�？�、通信模
块相连，包括AC交流电源、DC直流电源、备用电池电源。
作为本实用新型的进一步改进，所述DSP采样�？榛鼓谥镁仍�0. lms 以上的实时时钟，通过通信�？橛氲缌臼敝釉幢３中Ｗ�。
本实用新型电能质量管理装置中，周波采样率在512点以上的DSP采 样�？椴换嵋怕┤魏卧萏缒苤柿课侍猓珻PU压縮存储�？槎訢SP采样�？� 传递的数据直接进行压縮，不设置任何阈值、触发值，实现连续记录。所 述DSP采样�？榛箍梢阅谥檬凳笔敝樱繁４笄蚰诙喔龅缒苤柿抗芾碜� 置的时间同步。
图1是本实用新型电能质量监测分析装置的结构示意图； 图2是本实用新型电能质量监测分析装置的部署示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型电能质量监测分析装置包括监测终端和显示 器，所述监测终端通过互感器�？橛肴嗟缏废嗔樱滞ü蕴缋� 与显示器相连接；其中，监测终端包括
互感器�？椋ń嘞呗返那康缪剐藕抛晃醯缪剐藕诺牡缪� 互感器(PT)、和将三相线路上的强电流信号转换为弱电流信号的电流互感 器(CT)。具有6路并行的模数转换通道的模数转换�？椋ジ衅髂？榇莸� 弱电压、弱电流的模拟信号转换为数字信号再传递至DSP采样�？椋凰� 模数转换�？榈乃心Ｊ煌ǖ劳辈裳魍ǖ�(如电流通道、电压 通道、温度通道等)之间不需要进行交换计算，从而优化了计算结果；每 一个输入通道都包含正常量程和满量程两个量程。
周波采样率在512点以上的DSP采样模块，与模数转换模块相连接， 对模数转换�？槭淙氲氖中藕沤腥萘裳杉降氖菪畔� 传输至CPU压縮存储模块。所述DSP采样模块采用高精度6000V/75A实时 闪变测量，全量程读�。墒迪置恐懿�512个数据的连续采样功能，并记 录详细的电压波动、闪变、间谐波等瞬态电能质量信息。
CPU压縮存储�？椋獶SP采样�？楹褪淙肽？槭萁醒箍s，采用高 压縮比数据压縮技术，实现了 500: l的压縮率，可连续存储一年以上20ms 电网周波的全部数据。压縮后的数据存储或者通过通信模块向外传递，例 如通过以太网电缆传递给显示器。压縮存储完成后，使用分析软件可无损 还原任一时刻的电力波形的真实曲线、谐波柱状图、以及文字记录。
通信�？榘ū镜赝ㄐ哦丝�、有线网络接口和/或无线网络接口；本地 通信端口包括RS232接口、 RS485接口、 RS422接口、 USB接口等；有线网 络接口包括以太网电缆端口；无线网络接口包括GSM、 GPRS、 CDMA、 WCDMA、 CDMA2000、 TD-SCDMA等各种公用无线通信网络端口 。
电源�？橛肽Ｊ荒？椤SP采样�？�、CPU压縮存储�？�、通信模 块相连，包括AC交流电源(100-240V， 50Hz)、 DC直流电源(48V±10%)、以及内部电池电源。所述显示器与监测终端相独立，通常采用液晶显示器。监测终端通过以太网电缆连接显示器，该以太网电缆同时实现电能(48V直流)传递和信号传输。显示器与主机分离，方便了相关人员査阅、管理信息，无需打开 箱门接触监测终端即可远程阅读显示器。所述显示器还可以是触摸屏显示 器，工作人员可以通过触摸屏修改相关参数。上述电能质量监测分析装置中还可以包括计算机，通常采用便携式计 算机。当多个电能质量监测分析装置同时部署时，可以附带部署一台或多 台计算机，每台计算机通过有线或无线网络连接一个或多个电能质量监测 分析装置，每个电能质量监测分析装置也通过有线或无线网络连接一台或 多台计算机。所述有线或无线网络包括专有网，也包括公用网，如互联网、TD-SCDMA网络等。计算机中可以内置电能质量监测分析软件，从而随时获 取、显示、管理和分析任意监测终端的电网数据。例如实时监测电网工作 状态、以电子邮件或短消息传送综合的电能质量报告和故障报警、自动或 手动生成客户订制的报表等。上述监测终端中还可以包括输入�？椋媚？橥ü２夂鸵Ｐ攀侄危� 对用电信息、开关设备、保护继电器、断路器的状态信息进行监测。该模 块采集到的数据传递至CPU压縮存储�？榻醒箍s。上述CPU压縮存储�？橹校箍s后的数据还可以通过通信�？榇莞� 任意一 台计算机或电力公司调度中心等。上述DSP采样�？榛箍梢阅谥酶呔�(精度在O. lms以上)实时时钟，以通信�？橛氲缌臼敝釉幢３中Ｗ�。当多个电能质量监测分析装置同 时运作监测大区域电网线路时，便可以保证所有电能质量监测分析装置的 时间同步。请参阅图2，这是本实用新型电能质量监测分析装置的部署示意图。在 优选情况下，每个电能质量监测分析装置的CPU压縮存储�？榻箍s后的 数据通过通信�？榈囊蕴缋露丝诨蛭尴咄缍丝诜⑺椭磷诺氖莘� 析存储中心，管理人员或用户根据不同权限通过有线或无线网络访问该数 据存储中心，从而得到相应线路的电能质量状况。本实用新型电能质量监测分析装置可以综合地监测、记录、分析电能 质量，以确定电力系统故障原因。该实用新型克服了有效信息记录缺失， 暂态信息遗漏等弊端，实现了全数据不间断记录。本实用新型还解决了电 能质量终端监测控制同时、同步性差的问题。当多台电能质量监测分析装 置部署时，可以通过内置的实时时钟确保与电力公司的时间同步，并记录 所有测量点的连续的电力参数，组成全区域的电能质量监控。本实用新型 还特别适合于安装在无人值守的地方，而不需要专门敷设通信线路，仅依 靠现有的公用无线通信网络即可。
权利要求1.一种电能质量监测分析装置，其特征是，包括监测终端和显示器，所述监测终端通过互感器�？橛肴嗟缏废嗔樱滞ü菹哂胂允酒飨嗔樱黄渲校嗖庵斩税ɑジ衅髂？椋ń嘞呗返那康缪剐藕抛晃醯缪剐藕诺牡缪够ジ衅�、和将三相线路上的强电流信号转换为弱电流信号的电流互感器；具有多路并行的模数转换通道的模数转换�？椋ジ衅髂？榇莸娜醯缪�、弱电流的模拟信号转换为数字信号再传递至DSP采样�？椋恢懿ú裳试�512点以上的DSP采样�？椋肽Ｊ荒？橄嗔樱阅Ｊ荒？槭淙氲氖中藕沤辛裳杉降氖菪畔⒋渲罜PU压缩存储模块；CPU压缩存储�？椋獶SP采样�？榇莸氖葜苯咏醒顾酰顾鹾蟮氖萁写娲⒒蛘咄üㄐ拍？橄蛲夥⑺停煌ㄐ拍？榘ū镜赝ㄐ哦丝凇⒂邢咄缃涌诤�/或无线网络接口；电源�？橛肽Ｊ荒？�、DSP采样�？椤PU压缩存储模块、通信模块相连，包括AC交流电源、DC直流电源以及备用电池电源。
2. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述DSP 采样模块还内置精度在O.lms以上的实时时钟，通过通信�？橛氲缌� 时钟源保持校准。
3. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述通 信�？橹校镜赝ㄐ哦丝诎≧S232接口、 RS485接口、 RS422接口、 USB 接口；有线网络接口包括以太网电缆端口；无线网络接口包括GSM、 CDMA、WCDMA、 CDMA2000、 TD-SCDMA的公用无线通信网络端口 。
4. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述电 源�？橹校珹C交流电源为100-280V、 50Hz; DC直流电源为48V± 10%。
5. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述监 测终端与显示器之间的数据线同时传输电能和传递信号。
6. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述监 测终端中还包括输入�？椋媚？橛胨鯠SP采样�？�、CPU压縮存储�？�、 通信�？橄嗔�。
7. 根据权利要求1所述的电能质量监测分析装置，其特征是，所述电 能质量监测分析装置还包括计算机，每台计算机通过有线或无线网络连接 一个或多个电能质量监测分析装置，每个电能质量监测分析装置也通过有 线或无线网络连接一台或多台计算机。
专利摘要本实用新型公开了一种电能质量监测分析装置，包括监测终端和显示器，所述监测终端通过互感器�？橛肴嗟缏废嗔樱滞ü菹哂胂允酒飨嗔樱黄渲校嗖庵斩税ɑジ衅髂？�、具有多路并行的模数转换通道的模数转换�？�、周波采样率在512点以上的DSP采样�？�、CPU压缩存储�？�、通信�？�、电源�？椤１臼涤眯滦偷缒苤柿考嗖夥治鲎爸弥校懿ú裳试�512点以上的DSP采样模块不会遗漏任何暂态电能质量问题，CPU压缩存储�？槎訢SP采样�？榇莸氖葜苯咏醒顾酰簧柚萌魏毋兄�、触发值，实现连续记录。所述DSP采样�？榛箍梢阅谥檬凳笔敝樱繁４笄蚰诙喔龅缒苤柿考嗖夥治鲎爸玫氖奔渫�。
文档编号G01R19/25GK201408237SQ200920073899
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者涛 张, 宁 朱, 朱学俊 申请人:上�？拼舐衬芗煽萍加邢薰�
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