CN102298099A - 一种具有对时功能的配用电监测与测量装置 - Google Patents

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一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，包括模拟量信号采集模块、开关量信号采集模块、数据存储模块、键盘/显示模块、管理模块、GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、时间报文信息对时方式模块；通过选择其中的一种或几种方式实现对采样数据设定时标；本发明使得所测量数据均带有时标，解决了现有技术所测量数据无时标的技术缺陷，为配电系统进行时间点切面分析提供了方便，为分析故障和尽快排除故障提供了更加实用的数据，使迅速排除故障成为可能；本装置具有结构合理、操作方便，设置时标准确，以及在线或便携使用的特点。

Description

一种具有对时功能的配用电监测与测量装置
技术领域
本发明涉及电力系统的数据自动化采集与处理仪器，具体涉及一种具有对时功能的配用电监测与测量装置。
背景技术
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，智能电器、智能仪表、先进的工业自动化设备等对电能质量的要求不断提高。电能与其它产品有所不同，发、输、变、配和用是同时完成的，且各环节的设备是连接在一个系统中。随着经济的发展，电力系统越来越庞大，越来越复杂，电网中某处发生故障或者有如谐波污染等严重的电能质量问题随时可能发生，发现并确定故障源或污染源将成为一个全新的课题。特别是配电网，系统复杂庞大，发现并确定故障源或污染源将更加困难。另外，还由于目前的电力系统配，工矿企业的各个配电网的实行区域化管理，自成系统，终端设备独立运行，缺乏一种统一同步运行的机制，一旦发生故障，现有技术的配电管理系统尚不能采集到带有故障发生时间的数据，即带有时标的故障数据，使得分析故障和尽快排除更加困难。本领域亟需一种能够实现一种具有对时功能的配用电监测与测量装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，具有数据采集与处理自动化、同步数据采集与计算、结构合理、操作方便的，在线或便携使用特点。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，包括模拟量信号采集模块、开关量信号采集模块、数据存储模块、键盘/显示模块、管理模块、GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、时间报文信息对时方式模块；
所述GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、所述时间报文信息对时方式模块均通过内部总线与管理模块和模拟量信号采集模块相通信连接；
所述IEEE1588网络对时方式模块通过网络介质与外部IEEE1588时间服务器相通信连接；
所述NTP/SNTP网络对时方式模块通过网络介质与外部NTP/SNTP服务器相通信连接；
所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置通过选择GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块和时间报文信息对时方式模块的一种或几种方式，对采样和计量数据设置对时时标。
所述的GPS/北斗对时方式模块通过内部总线与管理模块和模拟量采集模块相通信连接，接收GPS/北斗星的时间信息，再产生1PPS信号，根据时间报文信息和1PPS实现本装置的对时。
所述的IEEE1588网络对时方式模块包括与内部总线相通信连接的MCU，IEEE1588网络对时方式模块接收外部服务器的时间报文信息，并由MCU产生1PPS提供给模拟量采集模块，通过时间报文信息和1PPS实现本装置的对时，选择有线网络或WCDMA或WLAN传输IEEE1588时间报文信息。
所述的NTP/SNTP网络对时方式模块包括与内部总线相通信连接的MCU，MCU接收外部服务器的网络时间报文信息并产生1PPS信号，再通过倍频电路实现本装置的对时，选用有线或者无线以太网WLAN传输时间报文信息。
所述的RTC+工频对时方式模块，包括与内部总线相通信连接的MCU，RTC电路与MCU相通信连接，工频电压通过过零检测电路和倍频电路进入MCU，工频电压通过过零检测电路，产生工频信号，然后经过倍频电路，输入MCU，MCU根据工频电压输出1PPS信号；由RTC实时时钟和1PPS信号实现本装置的对时。
所述的时间报文信息对时方式模块，MCU与内部总线相通信连接，MCU接收外部服务器发布的时间报文信息实现本装置的对时。
本装置具有便携使用方式和在线固定使用方式，在固定使用型式，本装置固定安装在配电系统中，对该测点进行测量，并将三相电压Ua、电压Ub、电压Uc、电流Ia、电流Ib、电流Ic分别接入本装置的AD电路；便携使用方式时，在需要测量某个测点的数据时，将本装置电流通道钳形互感器按照相序钳在被测点的A、B、C相线缆上，电压Ua、电压Ub、电压Uc信号接入本装置的AD电路，打开开关。
由于本发明采用了GPS/北斗卫星对时方式、IEEE1588对时方式、NTP/SNTP对时方式、电网RTC+工频对时方式和时间报文信息对时方式模式，使得所测量数据均带有时标，解决了现有技术所测量数据无时标的技术缺陷，对配电系统进行时间点切面分析提供了方法，为分析故障和尽快排除故障提供了更加实用的数据，使迅速排除故障成为可能。
附图说明
图1是本装置的结构示意图。
图2是GPS/北斗对时方式配电检测装置原理逻辑图。
图3是IEEE1588对时方式配电检测装置原理逻辑图。
图4是NTP/SNTP对时方式配电检测装置原理逻辑图。
图5是RTC+工频对时方式配电检测装置原理逻辑图。
图6是时间报文信息对时方式配电检测装置原理逻辑。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行进一步说明。
参照图1，一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，包括模拟量信号采集模块、开关量信号采集模块、数据存储模块、键盘显示与管理模块、GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、时间报文信息对时方式模块，RTC+工频对时模块；GPS/北斗对时方式模块由GPS/北斗模块接收时间报文信息，通过内部总线与管理模块和模拟量信号采集模块相互通信连接实现对时；IEEE1588对时方式模块通过内部总线与管理模块和模拟量信号采集模块相互通信连接，通过网络介质与外部IEEE1588时间服务器相通信连接实现对时；提供对时时钟源的NTP/SNTP对时模块通过本装置的内部总线与实现本装置管理功能的管理模块和模拟量信号采集模块相互通信连接，同时与外部NTP/SNTP服务器相通信连接接收网络时间报文实现对时；RTC+工频对时模块通过内部总线与管理模块和模拟量信号采集模块相通信连接，同时与外部服务器相通信连接实现对时；时间报文信息对时方式模块由MCU接收时间报文信息，通过内部总线与模拟量信号采集模块相互通信连接实现对时；本装置通过选择GPS/北斗模块、IEEE1588对时方式模块、NTP/SNTP对时模块、RTC+工频对时模块、时间报文信息对时模块中的一种或几种方式，对采样和计量数据设置对时时标。
参照图2，GPS/北斗对时方式模块通过内部总线与管理模块以及模拟量采集模块相通信连接，接收GPS/北斗星的对时信息，再产生1PPS信号，经过倍频后作为AD采样时钟，实现对电压Ua、电压Ub、电压Uc，电流Ia、电流Ib、电流Ic采样数据设置时标。
参照图3，IEEE1588网络时间对时方式，包括与内部总线相通信连接的MCU，MCU接收外部服务器的网络时间报文信息，并由MCU产生1PPS信号，经过倍频后作为AD采样时钟，实现对电压Ua、电压Ub、电压Uc，电流Ia、电流Ib、电流Ic采样数据设置时标；可选择有线网络、WCDMA、WLAN等方式传输IEEE1588时间报文信息。
参照图4，NTP/SNTP网络时间对时方式，包括与内部总线相通信连接的MCU，MCU接收外部服务器的时间报文信息，并由MCU产生1PPS信号，经过倍频后作为AD采样时钟，实现对电压Ua、电压Ub、电压Uc，电流Ia、电流Ib、电流Ic采样数据设置时标；根据对时精度的要求可以选择利用无线以太网WLAN适配器、有线以太网LAN适配器传输时间报文信息。
参照图5，RTC+工频对时方式，包括与内部总线相通信连接的MCU，与MCU相通信连接的RTC电路，工频电压通过过零检测电路和倍频电路输入MCU，MCU接收外部时间报文信息，RTC实时时钟实现绝对时间同步，工频电压实现相对时间同步，对电压Ua、电压Ub、电压Uc，电流Ia、电流Ib、电流Ic采样数据设置时标。
参照图6，所述时间报文信息对时方式，MCU通过内部总线与管理模块和模拟量采集模块相通信连接，并接收外部时钟源发布的时间报文信息实现对本配电检测装置测量的电量计量数据、电力参量数据、电压谐波分析数据、电流谐波分析数据、电压电流畸变率、事件信息记录数据、故障信息记录数据等数据设置时标。
本装置设有两种使用方式，即固定和便携方式。固定使用方式时，将本装置安装在配电系统中某个测点上，将三相电压分别接入本装置的电压信号Ua-c、电流信号Ia-c输入端，本装置一直在线工作，其被测数据保存于本装置的存储模块，需要时可用本装置的键盘/显示模块进行阅读，或转存于移动存储装置或者通过通讯口读出数据。便携使用方式时，在需要测量某个测点将本装置电流通道钳形互感器按照相序钳在被测点的A、B、C相线缆上，并将该测点电压信号接入本装置的电压信号电压Ua-c电压输入端，打开开关即可；数据处理与固定方式相同。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，包括模拟量信号采集模块、开关量信号采集模块、数据存储模块、键盘/显示模块、管理模块、GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、时间报文信息对时方式模块；其特征在于：
所述GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、RTC+工频对时方式模块、时间报文信息对时方式模块均通过内部总线与管理模块和模拟量信号采集模块相通信连接；
所述IEEE1588网络对时方式模块通过网络介质与外部IEEE1588时间服务器相通信连接；
所述NTP/SNTP网络对时方式模块通过网络介质与外部NTP/SNTP服务器相通信连接；
通过选择GPS/北斗对时方式模块、IEEE1588网络对时方式模块、NTP/SNTP网络对时方式模块、RTC+工频对时方式模块和时间报文信息对时方式模块的一种或几种方式，对采样和计量数据设置对时时标。
2.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：所述的GPS/北斗对时方式模块通过内部总线与管理模块和模拟量采集模块相通信连接，接收GPS/北斗星的时间信息，再产生1PPS信号，根据时间报文信息和1PPS实现本装置的对时。
3.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：所述的IEEE1588网络对时方式模块包括与内部总线相通信连接的MCU，IEEE1588网络对时方式模块接收外部服务器的时间报文信息，并由MCU产生1PPS提供给模拟量采集模块，通过时间报文信息和1PPS实现本装置的对时，选择有线网络或WCDMA或WLAN传输IEEE1588时间报文信息。
4.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：所述的NTP/SNTP网络对时方式模块包括与内部总线相通信连接的MCU，MCU接收外部服务器的网络时间报文信息并产生1PPS信号，再通过倍频电路实现本装置的对时，选用有线或者无线以太网WLAN传输时间报文信息。
5.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：所述的RTC+工频对时方式模块，包括与内部总线相通信连接的MCU，RTC电路与MCU相通信连接，工频电压通过过零检测电路和倍频电路进入MCU，工频电压通过过零检测电路，产生工频信号，然后经过倍频电路，输入MCU，MCU根据工频电压输出1PPS信号；由RTC实时时钟和1PPS信号实现本装置的对时。
6.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：所述的时间报文信息对时方式模块，MCU与内部总线相通信连接，MCU接收外部服务器发布的时间报文信息实现本装置的对时。
7.根据权利要求1所述的一种具有对时功能的配用电监测与测量装置，其特征在于：本装置具有便携使用方式和在线固定使用方式，在固定使用型式，本装置固定安装在配电系统中，对该测点进行测量，并将三相电压Ua、电压Ub、Uc、电流Ia、电流Ib、电流Ic分别接入本装置的AD电路；便携使用方式时，在需要测量某个测点的数据时，将本装置电流通道钳形互感器按照相序钳在被测点的A、B、C相线缆上，电压Ua、电压Ub、电压Uc电压信号接入本装置的AD电路，打开开关。
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