CN202275121U - 一种带谐波电能计量功能的电能质量监测装置 - Google Patents

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刘宁
王昕�
秋勇
李电
陈晓宇
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Abstract

本实用新型公开了一种带谐波计量功能的电能质量监测装置，提供全部电能质量监测的同时还提供0.2级精度的谐波电能计量功能，包括各单次谐波至50次的四象限谐波有功电能、无功电能和视在电能，可用于有准确谐波电能计量需求的应用。该装置包括：信号调理电路、数字信号处理器、CPU、电源模块、通讯模块、显示控制模块和存储模块。

Description

一种带谐波电能计量功能的电能质量监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种带谐波电能计量功能的电能质量监测装置，属于电气自动化设备领域。
背景技术
非线性用户是电网主要的谐波源。按照谐波治理“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，应由非线性用户各自开展分散谐波治理，保证其向电网注入的谐波是合格的。但是实践证明，由用户来进行谐波的分散治理，无论从技术上、成本上、管理上，都无法取得好的治理效果，因此应当探索谐波的集中治理模式，确保电网谐波合格。所谓谐波集中治理，是在变电站统一安装治理设备，保证变电站内PCC点谐波质量满足国标要求。
谐波集中治理方案的关键，在于依据变电站实际电能质量情况，确定谐波治理设备容量，然后按照用户对电网的污染程度，实现治理费用合理、定量分摊，那么需要准确、定量统计出PCC点多非线性用户对电网的谐波污染程度。基于反向谐波电能的多非线性用户谐波注入定量分析方法是一种解决方案，该方案通过采集用户反送给电网的反向谐波电能，采用一定算法实现多非线性用户对电网的谐波污染定量分析，定量分析结果可作为谐波治理费用分摊的依据。
综上所述，设计一种除能实现常规的电能质量监测功能之外，还可以实现用户侧谐波电能的计量，满足用户对电网谐波污染定量分析功能的需要的装置，成为本实用新型的目的。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带谐波电能计量功能的电能质量监测装置，除实现常规电能质量监测之外，还可以实现谐波电能的计量，满足对用户谐波污染定量分析的需要。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种带谐波计量功能的电能质量监测装置，提供全部电能质量监测的同时还提供0.2级精度的谐波电能计量功能，包括各单次谐波（至50次）的四象限谐波有功电能、无功电能和视在电能，可用于有准确谐波电能计量需求的应用；该装置包括信号调理电路、数字信号处理器、CPU、电源模块、通讯模块、显示控制模块和存储模块；其中：
电源模块与外部电源系统连接，向本装置其它模块提供工作电源；
信号调理电路分别与外部高压电路和数学信号处理器连接，所述的信号调理电路包括电流变换器，电阻分压器，模拟电路，滤波和A/D转换器；通过电阻分压器接收外部高压电路中电压互感器的电压测量信号；通过电流变换器接收外部高压电路中电流互感器的电流信号；经模拟电路放大、滤波后经A/D转换器变换为数字信号，并将数字信号送给数字信号处理器；
数字信号处理器与CPU连接，接收来自A/D转换器的数字信号，按照不同算法实现电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压和电流谐波、不平衡度、电压暂升暂降、电压中断等电能质量监测功能，以及谐波电能计量功能，并将各种电能质量数据以及谐波电能数据发送给CPU；数字信号处理器同时控制A/D转换器实现同步采样；
CPU分别与显示控制模块、存储模块、通信模块连接，接收来自数字信号处理器的各种电能质量数据，并将电能质量数据以及谐波电能数据分别发送给显示控制模块、存储模块、通信模块分别进行数据的显示、存储和通信转发；
显示控制模块用于实现各种数据的显示；
存储模块用于实现各种数据在装置内的缓存存储；
通讯模块用于实现数据的通信转发。
本实用新型的有益效果为：在数字信号处理器内除了实现常规的电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压和电流谐波、不平衡度、电压暂升暂降、电压中断等电能质量监测功能以外，还实现了谐波电能计量功能，高精度的A/D采样单元能够取得计量更加准确的谐波电能数据；所增加的谐波电能计量功能，可以使得设备不仅可用于电能质量监测，还可同时用于精确计量用户向电网注入的谐波电能，为谐波集中治理提供有效原始数据。 
附图说明
图1为本实用新型装置的电路框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供一种带谐波计量功能的电能质量监测装置，提供全部电能质量监测的同时还提供0.2级精度的谐波电能计量功能，包括各单次谐波（至50次）的四象限谐波有功电能、无功电能和视在电能，可用于有准确谐波电能计量需求的应用。该装置包括：信号调理电路、数字信号处理器、CPU、电源模块、通讯模块、显示控制模块和存储模块；其中，电源模块与外部电源系统连接，向本装置其它模块提供工作电源；装置上电工作后，信号调理电路分别与外部高压电路和数学信号处理器连接，所述的信号调理电路包括电流变换器，电阻分压器，模拟电路，滤波和A/D转换器；通过电阻分压器接收外部高压电路中电压互感器的电压测量信号；通过电流变换器接收外部高压电路中电流互感器的电流信号；经模拟电路放大、滤波后经A/D转换器变换为数字信号，并将数字信号送给数字信号处理器；数字信号处理器与CPU连接，接收来自A/D转换器的数字信号，按照不同算法实现电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压和电流谐波、不平衡度、电压暂升暂降、电压中断等电能质量监测功能，以及谐波电能计量功能，并将各种电能质量数据以及谐波电能数据发送给CPU；数字信号处理器同时控制A/D转换器实现同步采样；CPU分别与显示控制模块、存储模块、通信模块连接，接收来自数字信号处理器的各种电能质量数据，并将电能质量数据以及谐波电能数据分别发送给显示控制模块、存储模块、通信模块分别进行数据的显示、存储和通信转发；显示控制模块，由LCD、告警灯、按钮组成，其与CPU连接，实现对电能质量数据以及谐波电能数据在设备面板上的显示、告警输出，并接受按钮输入，实现对CPU内部分参数的整定；存储模块其与CPU连接，实现对电能质量数据以及谐波电能数据在监测设备内的持续缓存；通讯模块其与CPU连接，根据外部用户的请求实现电能质量数据以及谐波计量数据的转发。

Claims (1)

1.一种带谐波计量功能的电能质量监测装置，其特征在于包括信号调理电路、数字信号处理器、CPU、电源模块、通讯模块、显示控制模块和存储模块；其中：
电源模块与外部电源系统连接，向本装置其它模块提供工作电源；
信号调理电路分别与外部高压电路和数学信号处理器连接，所述的信号调理电路包括电流变换器，电阻分压器，模拟电路，滤波和A/D转换器；通过电阻分压器接收外部高压电路中电压互感器的电压测量信号；通过电流变换器接收外部高压电路中电流互感器的电流信号；经模拟电路放大、滤波后经A/D转换器变换为数字信号，并将数字信号送给数字信号处理器；
数字信号处理器与CPU连接，接收来自A/D转换器的数字信号，按照不同算法实现电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压和电流谐波、不平衡度、电压暂升暂降、电压中断等电能质量监测功能，以及谐波电能计量功能，并将各种电能质量数据以及谐波电能数据发送给CPU；数字信号处理器同时控制A/D转换器实现同步采样；
CPU分别与显示控制模块、存储模块、通信模块连接，接收来自数字信号处理器的各种电能质量数据，并将电能质量数据以及谐波电能数据分别发送给显示控制模块、存储模块、通信模块分别进行数据的显示、存储和通信转发；
显示控制模块用于实现各种数据的显示；
存储模块用于实现各种数据在装置内的缓存存储；
通讯模块用于实现数据的通信转发。
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