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一种电能质量在线监测装置

阅读:607发布:2020-05-14

专利汇可以提供一种电能质量在线监测装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 电能 质量 在线监测装置,属于电 力 检测技术领域,是主要由 电压 电流 变换 电路 、过零检测电路、 锁 相环电路、低通滤波电路、AD转换电路、DSP芯片、双口RAM、ARM芯片和外部SRAM组成的,其特征在于:所述电压电流变换电路和过零检测电路相连接,过零检测电路和 锁相环 电路相连接,DSP采用基于梳状 滤波器 和IEC法的组合方法,在实现谐波间谐波的有效分离之后,分别计算出其参数的 算法 。本 发明 的电能质量在线监测装置,能满足性能及功能方面的需求, 精度 较高且运行稳定。,下面是一种电能质量在线监测装置专利的具体信息内容。

1.一种电能质量在线监测装置,是主要由电压电流变换电路、过零检测电路、相环电路、低通滤波电路、AD转换电路、DSP芯片、双口RAM、ARM芯片和外部SRAM组成的,其特征在于:所述电压电流变换电路和过零检测电路相连接,过零检测电路和锁相环电路相连接,低通滤波电路和电压电流变换电路相连接,低通滤波电路和AD转换电路相连接,AD转换电路与DSP芯片相连接,DSP芯片和双口RAM相连接,双口RAM和ARM芯片相连接,外部SRAM和DSP芯片相连接。
2.如权利要求1所述的一种电能质量在线监测装置,其特征在于:所述的电压电流变换电路,电压变换选择了TRO107-4C,规格为10A/7.07V,最大输入电流为10A,输出的电压信号满足后面AD对电压输入范围的要求,其中D1为瞬态电压抑制二极管(TVS),型号为P6KE16CA,是高效的保护型器件;电流变换选择TV1013电流型电压互感器,可将电流信号转换成AD需要的电压信号;选择巴特沃兹型滤波器作为低通滤波设计电路。
3.如权利要求1所述的一种电能质量在线监测装置,其特征在于:所述的锁相环电路,因为电能质量在线监测装置规定一个周期内实现512点的采样数,所以通过锁相倍频电路对输入信号进行倍频控制,使输出信号频率是输入信号频率的512倍,用此来控制AD的采样。所以设计的锁相电路是由集成数字锁相环CD4046和计数器CD4040构成,单片集成芯片CD4046采用的是CMO S电路工艺,内部集成了两个相位比较器、线性放大器、压控振荡器和整形电路等。
4.如权利要求1所述的一种电能质量在线监测装置,其特征在于:所述的ARM芯片选用的是以CortexTM-M3型ARM为核心的微控制器STM32F103RBT6,基于STM32F 102RB的最小系统包括存储器、复位模块、按键模块、JTAG接口模块、晶振模块等;SD卡选择SPI模式。

说明书全文

一种电能质量在线监测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电能质量在线监测装置,属于电检测技术领域。

背景技术

[0002] 电能在当今社会己经成为一种不可或缺的能源,对电能的利用平也是衡量国家经济水平的重要指标。随着电力电子技术在各个领域广泛的应用,在解决了许多生产过程中遇到难题的同时,也给电网带来了许多的电能质量问题,同时,随着电能质量问题越来越突出,对其要求也越来越严格,现有的电力设备监测系统,特别是低压端的电能质量参数记录状态己远远不能满足实际的要求。随着电力部对用户的承诺制的实行,除了终端或配变具有单纯监测质量功能外,还会出现一种抗干扰性强、功能齐全、读取方便、接口灵活的低压电能参数监测系统。只有通过电能质量监测装置的监测和分析,才能制定出合理的措施,来改善电网的电能质量问题。本发明研发一种电能质量在线监测装置。

发明内容

[0003] 针对上述不足,本发明提供了一种电能质量在线监测装置。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:一种电能质量在线监测装置,是主要由电压电流变换电路、过零检测电路、相环电路、低通滤波电路、AD转换电路、DSP芯片、双口RAM、ARM芯片和外部SRAM组成的,其特征在于:所述电压电流变换电路和过零检测电路相连接,过零检测电路和锁相环电路相连接,低通滤波电路和电压电流变换电路相连接,低通滤波电路和AD转换电路相连接,AD转换电路与DSP芯片相连接,DSP芯片和双口RAM相连接,双口RAM和ARM芯片相连接,外部SRAM和DSP芯片相连接。
[0005] 所述的电压电流变换电路,电压变换选择了TRO107-4C,规格为10A/7.07V,最大输入电流为10A,输出的电压信号满足后面AD对电压输入范围的要求,其中D1为瞬态电压抑制二极管(TVS),型号为P6KE16CA,是高效的保护型器件;电流变换选择TV1013电流型电压互感器,可将电流信号转换成AD需要的电压信号;选择巴特沃兹型滤波器作为低通滤波设计电路。
[0006] 所述的锁相环电路,因为电能质量在线监测装置规定一个周期内实现512点的采样数,所以通过锁相倍频电路对输入信号进行倍频控制,使输出信号频率是输入信号频率的512倍,用此来控制AD的采样。所以设计的锁相电路是由集成数字锁相环CD4046和计数器CD4040构成,单片集成芯片CD4046采用的是CMOS电路工艺,内部集成了两个相位比较器、线性放大器、压控振荡器和整形电路等。
[0007] 所述的ARM芯片选用的是以CortexTM-M3型ARM为核心的微控制器STM32F103RBT6,基于STM32F102RB的最小系统包括存储器、复位模块、按键模块、JTAG接口模块、晶振模块等;SD卡选择SPI模式。
[0008] 该发明的有益之处是:本发明的电能质量在线监测装置,能满足性能及功能方面的需求,精度较高且运行稳定。附图说明
[0009] 图1为本发明的系统示意图。
[0010] 图中,1、电压电流变换电路,2、过零检测电路,3、锁相环电路,4、低通滤波电路,5、AD转换电路,6、DSP芯片,7、双口RAM,8、ARM芯片,9、外部SRAM。

具体实施方式

[0011] 一种电能质量在线监测装置,是主要由电压电流变换电路1、过零检测电路2、锁相环电路3、低通滤波电路4、AD转换电路5、DSP芯片6、双口RAM7、ARM芯片8和外部SRAM9组成的,其特征在于:所述电压电流变换电路1和过零检测电路2相连接,过零检测电路2和锁相环电路3相连接,低通滤波电路4和电压电流变换电路1相连接,低通滤波电路4和AD转换电路5相连接,AD转换电路5与DSP芯片6相连接,DSP芯片6和双口RAM7相连接,双口RAM7和ARM芯片8相连接,外部SRAM9和DSP芯片6相连接。
[0012] 所述的电压电流变换电路1,电压变换选择了TRO107-4C,规格为10A/7.07V,最大输入电流为10A,输出的电压信号满足后面AD对电压输入范围的要求,其中D1为瞬态电压抑制二极管(TVS),型号为P6KE16CA,是高效的保护型器件;电流变换选择TV1013电流型电压互感器,可将电流信号转换成AD需要的电压信号;选择巴特沃兹型滤波器作为低通滤波设计电路。
[0013] 所述的锁相环电路3,因为电能质量在线监测装置规定一个周期内实现512点的采样数,所以通过锁相倍频电路对输入信号进行倍频控制,使输出信号的频率是输入信号频率的512倍,用此来控制AD的采样。所以设计的锁相电路是由集成数字锁相环CD4046和计数器CD4040构成,单片集成芯片CD4046采用的是CMOS电路工艺,内部集成了两个相位比较器、线性放大器、压控振荡器和整形电路等。
[0014] 所述的ARM芯片8选用的是以CortexTM-M3型ARM为核心的微控制器STM32F103RBT6,基于STM32F102RB的最小系统包括存储器模块、复位模块、按键模块、JTAG接口模块、晶振模块;SD卡选择SPI模式。
[0015] 本装置在工作时,首先通过信号采集模块对电压和电流参数进行采集;然后通过外扩的AD7606进行对电压和电流信号采样,并采用串行方式通过SPI口将采集到的数据送到DSP处理模块TMS320F28335芯片中并进行相应的处理和计算;采用基于梳状滤波器和IEC法的组合方法,在实现谐波间谐波的有效分离之后,分别计算出其参数,并经DSP验证,能够提高两者的检测精度;电压暂降的检测需兼顾精确性和实时性,采用半周波刷新方均根值法。DSP处理模块主要将AD采样得到的数据进行存储,并对多种电能质量参数进行计算,紧接着将计算得到的各项电能质量参数,通过双口RAM通讯传递给ARM人机交互处理模块进行数据的存储、显示等功能。
[0016] 对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
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