CN110161328A - 一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统 - Google Patents

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吕卫民
田书然
黄志方
曹洋
宋峰
高义新
刘杰
刘俊旭
曹建德
邵华强
郭晶
孙晓光
潘明
郝飞飞
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network

Abstract

本发明公开一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,包括可调变压器、继电器A、继电器B、电源模块、基准电压模块、欠压检测模块、过压检测模块、欠压保护模块、过压保护模块和开关源极,所述可调变压器的输入端连接交流输入,可调变压器的输出端连接电源模块。本发明沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统能够根据市电电压波动自动调节变压器的绕组数,从而达到稳定输出电压的效果,实现对电路进行过压和欠压保护的目的,同时使得用电负载供电电压稳定,因此电路具有结构简单、输出稳定和功能多样的优点。

Description

一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统
技术领域
本发明涉及一种监控系统,具体是一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统。
背景技术
电力系统由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、优质的电能。
电力系统输送电能的质量直接关系到用电负载的使用状况,其电压、频率的高低直接决定了负载的使用寿命,因此需要定点监测控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,包括可调变压器、交流输入模块、电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块、单片机、显示器、存储器和通讯模块,所述可调变压器的输入端连接交流输入模块,可调变压器的输出端连接分别连接电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块和用电负载,电压检测模块、电流检测模块和频率检测模块的信号输出端均连接单片机,单片机还分别连接显示器、存储器、用电负载、通讯模块和可调变压器。
作为本发明的优选方案:所述电压检测模块包括电容C3、二极管D1、变压器绕组N1和芯片U1,变压器绕组N1的一端接地,另一端连接二极管D1的阳极,二极管D1的阴极连接电容C3、电容C4和芯片U1的引脚8,芯片U1的引脚6连接芯片U1的引脚7、电容C3的另一端和电容C4的另一端,芯片U1的引脚1连接电容C2和芯片U1的引脚1,芯片U1的引脚2连接电容C1和电阻R4,电阻R4的另一端连接电阻R3、电阻R1和电阻R5,电阻R3和电阻R2串联后连接变频器检测点P,电阻R1和电阻R5并联后的另一端连接变频器检测点N,芯片U2的引脚7连接电阻R6,电阻R6的另一端连接电阻R8、电容C6和芯片U3的引脚3,芯片U2的引脚6电阻R7,电阻R8和电容C6并联后接地,电阻R7的另一端连接连接芯片U3的引脚2、电容C7和电阻R9,芯片U3的引脚1连接电容C7的另一端、电阻R9的另一端和电位器RP1的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端与电阻R10串联后接地,电位器RP1的滑动端连接信号输出端VPN。
作为本发明的优选方案:所述芯片U1的型号为78L05C。
作为本发明的优选方案:所述芯片U2的型号为A7840。
作为本发明的优选方案:所述芯片U3的型号为LF353。
作为本发明的优选方案:所述单片机的型号为AT89C52。
作为本发明的优选方案:所述电流检测采用电流互感器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统分别通过电流检测、电压检测和频率检测两种方式对供电电源的多个信号进行检测,并且通过单片机进行信号处理,根据检测结果调节可调变压器,最终确保输出到用电负载的电压稳定,能够有效适应用电高峰和低谷,将结果通过显示屏的方式直观的反馈给使用者,还能通过通讯模块进行信号的传输,帮助使用者及时了解供电信息,以便采取有效处理措施,本系统具有结构简单、测试精准和功能实用的优点。
附图说明
图1为沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统的方框图;
图2为电压检测模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,包括可调变压器、交流输入模块、电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块、单片机、显示器、存储器和通讯模块,所述可调变压器的输入端连接交流输入模块,可调变压器的输出端连接分别连接电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块和用电负载,电压检测模块、电流检测模块和频率检测模块的信号输出端均连接单片机,单片机还分别连接显示器、存储器、用电负载、通讯模块和可调变压器。
电压检测模块包括电容C3、二极管D1、变压器绕组N1和芯片U1,变压器绕组N1的一端接地,另一端连接二极管D1的阳极,二极管D1的阴极连接电容C3、电容C4和芯片U1的引脚8,芯片U1的引脚6连接芯片U1的引脚7、电容C3的另一端和电容C4的另一端,芯片U1的引脚1连接电容C2和芯片U1的引脚1,芯片U1的引脚2连接电容C1和电阻R4,电阻R4的另一端连接电阻R3、电阻R1和电阻R5,电阻R3和电阻R2串联后连接变频器检测点P,电阻R1和电阻R5并联后的另一端连接变频器检测点N,芯片U2的引脚7连接电阻R6,电阻R6的另一端连接电阻R8、电容C6和芯片U3的引脚3,芯片U2的引脚6电阻R7,电阻R8和电容C6并联后接地,电阻R7的另一端连接连接芯片U3的引脚2、电容C7和电阻R9,芯片U3的引脚1连接电容C7的另一端、电阻R9的另一端和电位器RP1的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端与电阻R10串联后接地,电位器RP1的滑动端连接信号输出端VPN。
芯片U1的型号为78L05C。芯片U2的型号为A7840。芯片U3的型号为LF353。单片机的型号为AT89C52。电流检测采用电流互感器。
芯片IC1的型号为7805,芯片IC2~IC5的型号均为LM321,芯片IC6的型号为NE555。
本发明的工作原理是:本发明沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统分别通过电流检测、电压检测和频率检测两种方式对供电电源的多个信号进行检测,并且通过单片机进行信号处理,根据检测结果调节可调变压器,可调变压器为多绕组变压器,通过继电器或电子开关等改变其接入电路中的绕组数即可达到调节电压的目的,最终确保输出到用电负载的电压稳定,能够有效适应用电高峰和低谷,将结果通过显示屏的方式直观的反馈给使用者,还能通过通讯模块进行信号的传输,帮助使用者及时了解供电信息,以便采取有效处理措施,本系统具有结构简单、测试精准和功能实用的优点。
其中电压检测部分电路如图2所示,电路中U2为线性光耦合器,其输入侧供电由开关变压器的独立绕组N1提供的交流电压,经二极管D1整流滤波、由78L05稳压芯片U1处理得到5V电源所提供,电源地端与主电路N端同电位。输出侧供电,则由主板+5V所提供。
直流回路P、N端连接变频器的电压输出端,其电压直接经分压,取得约一定数值的分压信号,输入光耦合器U2进行光、电隔离与线性放大后,在输出端得到放大了的检测电压信号,再由LF353减法放大器进一步放大,形成VPN直流电压检测信号,经输出接口VPN连接到单片机。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,包括可调变压器、交流输入模块、电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块、单片机、显示器、存储器和通讯模块,所述可调变压器的输入端连接交流输入模块,可调变压器的输出端连接分别连接电压检测模块、电流检测模块、频率检测模块和用电负载,电压检测模块、电流检测模块和频率检测模块的信号输出端均连接单片机,单片机还分别连接显示器、存储器、用电负载、通讯模块和可调变压器。
2.根据权利要求1所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述电压检测模块包括电容C3、二极管D1、变压器绕组N1和芯片U1,变压器绕组N1的一端接地,另一端连接二极管D1的阳极,二极管D1的阴极连接电容C3、电容C4和芯片U1的引脚8,芯片U1的引脚6连接芯片U1的引脚7、电容C3的另一端和电容C4的另一端,芯片U1的引脚1连接电容C2和芯片U1的引脚1,芯片U1的引脚2连接电容C1和电阻R4,电阻R4的另一端连接电阻R3、电阻R1和电阻R5,电阻R3和电阻R2串联后连接变频器检测点P,电阻R1和电阻R5并联后的另一端连接变频器检测点N,芯片U2的引脚7连接电阻R6,电阻R6的另一端连接电阻R8、电容C6和芯片U3的引脚3,芯片U2的引脚6电阻R7,电阻R8和电容C6并联后接地,电阻R7的另一端连接连接芯片U3的引脚2、电容C7和电阻R9,芯片U3的引脚1连接电容C7的另一端、电阻R9的另一端和电位器RP1的一个固定端,电位器RP1的另一个固定端与电阻R10串联后接地,电位器RP1的滑动端连接信号输出端VPN。
3.根据权利要求2所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述芯片U1的型号为78L05C。
4.根据权利要求2所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述芯片U2的型号为A7840。
5.根据权利要求2所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述芯片U3的型号为LF353。
6.根据权利要求1所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述单片机的型号为AT89C52。
7.根据权利要求2所述的一种沿海地区及高峰谷差的台区电能质量整体监控系统,其特征在于,所述电流检测采用电流互感器。
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