CN104459364A

CN104459364A - 一种电能监测设备

Info

Publication number: CN104459364A
Application number: CN201310438493.2A
Authority: CN
Inventors: 薛冬梅; 高宏; 陆启惠; 王利军
Original assignee: Shanghai Das Linkin Technology & Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Das Linkin Technology & Development Co Ltd
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明提供一种电能监测设备，包括：多通道同步采集模数转换电路，输入端接测量电流和测量电压，以多通道同步采集测量电流和测量电压，并同步模数转换后输出数字信号；高速数字信号处理器，输入端接多通道同步采集模数转换电路的输出端，以对输入的数字信号进行处理分析生成电能质量参数；ARM控制处理器，与高速数字信号处理器连接，以对电能质量参数的存储和管理。本发明基于DSP和ARM，采用多通道同步采集模数转换、高速数字信号处理器、ARM控制处理器，实现信号的多通道信号采集，信号分析处理。本电能监测设备具有小型化、便携式、多功能的特点，可用于电网线路的电能质量实时监测，也可用于监测网络的组网应用终端。

Description

一种电能监测设备

技术领域

本发明涉及电能监测技术领域，特别涉及一种电能监测设备。

背景技术

交流电参数的测量，通常是指对工频交流信号电气参数的测量，主要包括电压、电流、功率因素、频率、电能的有效测量。而相位差的测量是一个确保电参数测量装置测量精度要求的技术关键，其准确度影响了有功功率和无功功率的计算精度。

在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换方法（傅里叶变换方法，FFT）、短时Fourier变换方法(STFT)以及小波变换方法。

随着经济的飞速发展，电网中非线性设备对电网质量的污染日益严重，供电电压偏差、供电频率的偏差、谐波、电压波动闪变和三相电压不平衡度严重影响电能质量，因此电能质量的改善对电力应用终端设备的影响变得至关重要。然而电能监测设备作为电能质量的一种监测和评介手段，如何实现低成本、高精度的系统电能监测已引起广泛关注和技术投入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电能监测设备，以解决现有电能监测设备测量精度不高、设备成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电能监测设备，包括：

多通道同步采集模数转换电路，输入端接测量电流和测量电压，以多通道同步采集测量电流和测量电压，并同步模数转换后输出数字信号；

高速数字信号处理器，输入端接多通道同步采集模数转换电路的输出端，以对输入的数字信号进行处理分析生成电能质量参数；

ARM控制处理器，与高速数字信号处理器连接，以对电能质量参数的存储和管理。

进一步的，在所述的电能监测设备中，还包括：信号调理电路，其输入端接测量电流和测量电压，输出端接多通道同步采集模数转换电路，以对测量电流和测量电压的信号进行调理。

进一步的，在所述的电能监测设备中，还包括：先进先出电路，其分别连接多通道同步采集模数转换电路的输出端、高速数字信号处理器的输出端和ARM控制处理器的输入端，以保存多通道同步采集模数转换电路输出的数字信号和高速数字信号处理器输出的电能质量参数。

进一步的，在所述的电能监测设备中，还包括：分别与ARM控制处理器的输出端连接的显示接口、网络接口和存储接口。

本发明提供的一种电能监测设备，具有以下有益效果：本发明基于DSP和ARM，采用多通道同步采集模数转换（同步采集AD）、高速数字信号处理器、ARM控制处理器，实现信号的多通道信号采集，信号分析处理；进一步，通过网络接口上传采样和分析数据，对监测终端进行运行参数设置。本电能监测设备具有小型化、便携式、多功能的特点，可用于电网线路的电能质量实时监测，也可用于监测网络的组网应用终端。

附图说明

图1是本发明实施例的电能监测设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的电能监测设备的高速数字信号处理器数据处理电路；

图3是本发明实施例的电能监测设备的高速数字信号处理器与ARM控制处理器之间的数据传输电路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种电能监测设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明基于DSP（高速数字信号处理器）和ARM，实现三相电流、电压信号的瞬时快速同步采样测量，采用小波变换，实现电能质量的精确有效地低成本测量分析。

如图1所示，本发明提供一种电能监测设备，包括：

多通道同步采集模数转换电路11，输入端接测量电流和测量电压，以多通道同步采集测量电流和测量电压，并同步模数转换后输出数字信号；

高速数字信号处理器12，输入端接多通道同步采集模数转换电路11的输出端，以对输入的数字信号进行处理分析生成电能质量参数；

ARM控制处理器13，与高速数字信号处理器连接12，以对电能质量参数的存储和管理。

进一步的，电能监测设备还包括：信号调理电路14，其输入端接测量电流和测量电压，输出端接多通道同步采集模数转换电路11，以对测量电流和测量电压的信号进行调理。

进一步的，电能监测设备还包括：先进先出电路15，其分别连接多通道同步采集模数转换电路11的输出端、高速数字信号处理器12的输出端和ARM控制处理器13的输入端，以保存多通道同步采集模数转换电路11输出的数字信号和高速数字信号处理器12输出的电能质量参数。

进一步的，电能监测设备还包括：分别与ARM控制处理器13的输出端连接的显示接口16、网络接口17和存储接口18。

请参考图2，其是本发明实施例的电能监测设备的高速数字信号处理器数据处理电路。如图2所示，D S P（高速数字信号处理器）主要作为获得各项电能质量参数的平台，采用T MS320F2812，AD采集芯片（多通道同步采集模数转换电路）采用AD7656。

AD采集芯片的控制信号由D S P产生，在CONVSTA信号的上升沿触发A D7656的采样信号，在A D7656转换完成后B U S Y信号产生T M S320F2812的外部中断信号，引起X I NT1中断，在中断程序中连续读取多次A D的地址，实现多通道的数据读取（在本实施例中采用六通道的数据读取），DS P实现数据分析处理后生成电能质量参数。同时DS P控制F I F O（先进先出电路）将数据保存到F I F O中。

请参考图3，其是本发明实施例的电能监测设备的高速数字信号处理器与ARM控制处理器之间的数据传输电路。如图3所示，ARM控制处理器采用AT91SAM7X256，DSP和ARM之间采用F I F O作为缓存。F I F O采用S N74V235。DS P的片选信号XZ CS01和读操作信号XR D完成AD采集芯片采集数据的读取。ARM片选信号n GC S4接F I F O的RE N读使能信号；C LKOU T接读时钟RC L K信号；由AR M的n OE给出F I F O的O E输出总线使能信号；F I F O的HF接A R M的E I NT2外部中断引脚，实现F I F O对数据的存储。当存储数据达到1k时，F I F O将发出半满信号，A R M读取这l k数据。

综合上述结构的结合，本发明基于DSP和ARM，采用多通道同步采集模数转换、高速数字信号处理器、ARM控制处理器，实现信号的多通道信号采集，信号分析处理；进一步，通过网络接口上传采样和分析数据，对监测终端进行运行参数设置。本电能监测设备具有小型化、便携式、多功能的特点，可用于电网线路的电能质量实时监测，也可用于监测网络的组网应用终端。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种电能监测设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电能监测设备，其特征在于，还包括：信号调理电路，其输入端接测量电流和测量电压，输出端接多通道同步采集模数转换电路，以对测量电流和测量电压的信号进行调理。

3.如权利要求1所述的电能监测设备，其特征在于，还包括：先进先出电路，其分别连接多通道同步采集模数转换电路的输出端、高速数字信号处理器的输出端和ARM控制处理器的输入端，以保存多通道同步采集模数转换电路输出的数字信号和高速数字信号处理器输出的电能质量参数。

4.如权利要求1所述的电能监测设备，其特征在于，还包括：分别与ARM控制处理器的输出端连接的显示接口、网络接口和存储接口。