CN203519746U - 数字化电能质量监测装置 - Google Patents
数字化电能质量监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203519746U CN203519746U CN201320664831.XU CN201320664831U CN203519746U CN 203519746 U CN203519746 U CN 203519746U CN 201320664831 U CN201320664831 U CN 201320664831U CN 203519746 U CN203519746 U CN 203519746U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- interface
- output terminal
- optical fiber
- electric energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 29
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种数字化电能质量监测装置，其包括光纤接口、中央处理器、通信装置、人机交互装置、输出装置和网络接口；电子式互感器直接连接合并单元的输入端口，发出模拟信号的互感器通过远端模块后连接在合并单元的输入端口；合并单元的输出端口连接在光纤接口的输入端，光纤接口的输出端连接在中央处理器的输入端，中央处理器的输出端分别连接通信装置、人机交互装置和输出装置的输入端；通信装置通过网络接口连接电能质量监控后台。本实用新型可以同时解决在过程层数字化传输、分散同步采样和标准通信协议难题的面向智能电网的数字化电能质量监测装置，其成本低，使用成本低，运行可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型属于供电监测技术领域，涉及一种用于电力系统的电能质量监测装置，尤其是涉及一种面向智能电网的在线式电能质量监测装置。
背景技术
随着国民经济的飞速发展，电网的用电负荷发生了质的变化。大量非线性、冲击性以及不平衡的用电设备引起的电能质量日益恶化。新能源发电（如风力发电、光伏发电等）的大规模建设，颠覆了大家对电源侧不存在电能质量问题的传统观念。
进入21世纪以来，电能质量问题在国内受到了越来越多的关注。电能质量监测成为了我国当今建设“智能电网”的一项不可或缺的关键技术，智能电网对在线式电能质量监测装置的要求主要是：应用最新的微电子、计算机及网络技术，实现广域电力系统的电能质量实时同步监测，并通过高速通信网络实现数据交互。IEC 61850标准的制定和在国内的应用推广使在线式电能质量监测装置必须满足该标准。
目前国内使用的在线式电能质量监测产品在一个独立机箱里实现了单监测点（三相电压、三相电流）或多监测点的电能质量监测。应用在智能电网中，存在如下的问题：1、没有过程层数字接口。信号采集仍然采用常规的模拟方式，而在今后的智能电网的变电站中将采用MU（合并电元）输出数字化的采样值信号，现有装置无法接口。2、无法实现多台装置之间的采样级同步。智能电网要求的光域测量系统，要求监测终端具有采样级的同步功能，以实现广域范围内（跨变电站、跨地区）的集中监测功能，如：谐波源检测、区域电能质量综合评估、暂态事件定位等。现有装置均无法满足，不具备同步接口。3、无实时、统一的通信协议。智能电网对监测装置与系统的通信接口和通信协议都有要求，要求遵循IEC 61850通信协议和采用高速以太网通信接口。目前的监测装置在通信接口上不统一，在通信协议上基本采用私有协议或是非实时的文件交互方式，通用性很差，无法满足智能电网的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可以同时解决在过程层数字化传输、分散同步采样和标准通信协议难题的面向智能电网的数字化电能质量监测装置，其成本低，使用成本低，运行可靠性高。
为完成上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种数字化电能质量监测装置，其包括光纤接口、中央处理器、通信装置、人机交互装置、输出装置和网络接口；电子式互感器直接连接合并单元的输入端口，发出模拟信号的互感器通过远端模块后连接在合并单元的输入端口；合并单元的输出端口连接在光纤接口的输入端，光纤接口的输出端连接在中央处理器的输入端，中央处理器的输出端分别连接通信装置、人机交互装置和输出装置的输入端；通信装置通过网络接口连接电能质量监控后台。
上述所述的光纤接口是由10BASE-FL光纤通讯接口、介质转换装置ML 4664、网络变压器STF2023和CS8900A接口组成；10BASE-FL光纤通讯接口的输出端连接介质转换装置ML 4664的输入端，介质转换装置ML-4664的输出端连接网络变压器STF2023的输入端，网络变压器STF2023的输出端连接CS8900A接口的输入端；10BASE-FL光纤通讯接口的信号输入端连接合并单元的输出端口，CS8900A接口的输出端亦即光纤接口的输出端连接中央处理器的输入端。其作用是将光信号转换成电信号并传送给中央处理器的DSP模块进行运算。
上述所述的中央处理器由ARM9模块、DSP模块和双口RAM单元组成，其处理由光纤接口接收到的数字信号，计算出各项电能指标，并控制人机交互装置、输出装置和通信装置；ARM9模块包含同步动态随机存储器SDRAM EM63A芯片、嵌入式处理器ARM9 ATMEL9261芯片和存储芯片FLASH H27U518芯片；DSP模块包含同步动态随机存储器SDRAM MT48LC32M16A芯片、数字信号处理器DSP BF518芯片和存储芯片FLASH M29W320芯片；双口RAM为双口RAM IDT70V05芯片；光纤接口的输出端连接中央处理器的DSP模块的数字信号处理器DSP BF518芯片的输入端，DSP BF518芯片外扩SDRAM MT48LC32M16A芯片用于扩展内存，外扩FLASH H27U518芯片用于扩展存储；数字信号处理器DSP BF518芯片的输出输入端连接双口RAM IDT70V05芯片的输入输出端，双口RAM IDT70V05芯片的输出输入端连接ARM9模块的嵌入式处理器ARM9 ATMEL9261芯片的输入输出端，ARM9 ATMEL9261芯片外扩SDRAM EM63A芯片用于扩展内存，外扩FLASH H27U518芯片用于扩展存储；ARM9 ATMEL9261芯片的各输出端分别连接人机交互装置、输出装置和通信装置的输入端；通信装置的输出端连接网络接口；电压监测芯片MAX708芯片连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片，当电压低于4.4V时，产生复位信号，且复位信号能够保持200ms，有利于主控芯片进入正常工作状态后，复位才结束；电源POWER分别连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片,用于提供工作电源。
上述所述的人机交互装置为液晶显示屏和按键或键盘；输出装置9为继电器，其作用是给出无源的开关信号，用于报警或故障信息上送等处理；通信装置7和网络接口10由DM9100APE芯片和RJ45接口组成，其作用是将中央处理器需要传输的数据传送到电能质量后台或者是接收电能质量后台下发的命令。
本实用新型最大的特点是用光纤接口替代原有的采样电路，电能质量装置无需AD采样环节，直接采用IEC61850-9-2LE协议通过光纤采集互感器的数字信号，并将数字信号传送给中央处理器进行计算。采用光纤传输采样信号的实时性好，同步性强，抗干扰性能力强，能够适用于各种复杂电磁环境。可以同时解决在过程层数字化传输、分散同步采样和标准通信协议难题的面向智能电网的数字化电能质量监测装置，其成本低，使用成本低，运行可靠性高。可广泛应用于新建数字化变电站和传统变电站改造工程中。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示：本实施例数字化电能质量监测装置11包括光纤接口5、中央处理器6、通信装置7、人机交互装置8、输出装置9和网络接口10。如图2所示：光纤接口5是由10BASE-FL光纤通讯接口、介质转换装置ML 4664、网络变压器STF2023和CS8900A接口组成，其作用是将光信号转换成电信号并传送给DSP模块进行运算。中央处理器6由ARM9模块、DSP模块和双口RAM单元组成，其作用是处理由光纤接口5接收到的数字信号，计算出各项电能指标，并控制人机交互装置、输出装置和通信装置，是本实用新型的数字化电能质量监测装置的核心处理单元。ARM9模块包含同步动态随机存储器SDRAM EM63A芯片、嵌入式处理器ARM9 ATMEL9261芯片和存储芯片FLASH H27U518芯片。DSP模块包含同步动态随机存储器SDRAM MT48LC32M16A芯片、数字信号处理器DSP BF518芯片和存储芯片FLASH M29W320芯片。双口RAM为 双口RAM IDT70V05芯片。通信装置7和网络接口10由DM9100APE芯片和RJ45接口组成，其作用是将中央处理器需要传输的数据传送到电能质量后台或者是接收电能质量后台下发的命令。人机交互装置8为液晶显示屏和按键或键盘。输出装置9为继电器，其作用是给出无源的开关信号。ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片还与电压监测芯片MAX708芯片连接，当电压低于4.4V时，产生复位信号，且复位信号能够保持200ms，在主控芯片进入正常工作状态后，复位才结束。电源POWER分别连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片,用于提供工作电源。
如图1和图2所示：在实际的智能电网的数字化变电站中，电子式互感器1将采样信号通过光纤传输到合并单元4，合并单元4再通过光纤将采样信号传输到电能质量监测装置11的光纤接口5。传统变电站中，传统发出模拟信号的互感器2通过加装远端模块3将采样信号由电信号转换成光信号再通过光纤传输到合并单元4，合并单元4再通过光纤将采样信号传输到数字化电能质量监测装置11的光纤接口5。数字化电能质量装置的光纤接口5通过光纤接收从合并单元4传送来的光信号，本信号遵守IEC61850-9-2LE协议。光纤接口5中的10BASE-FL为光纤通讯接头，通过介质转换装置ML 4664、网络变压器STF2023连接CS8900A接口，将采集互感器的数字信号传送给DSP BF518进行计算。所述DSP BF518芯片用于计算电能质量的各项参数。另外，DSP BF518外扩SDRAM MT48LC32M16A芯片用于扩展内存，外扩FLASH M29W320芯片用于扩展存储。所述DSP BF518芯片完成电能质量的各项参数的计算后，将各项电能质量参数存放在双口RAM IDT70V05芯片中。双口RAM IDT70V05芯片的两套总线接口分别与DSP BF518芯片和ARM9 ATMEL9261芯片连接，用于各项电能质量参数从DSP BF518芯片传递到ARM9 ATMEL9261芯片。ARM9 ATMEL9261芯片通过双口RAM IDT70V05芯片将电能质量参数提取出来后进行各项处理，包括通过液晶显示屏实时显示各项电能质量参数、进行数据的越限判断处理、数据打包进行通信等等,也就是控制通信装置7、人机交互装置8和输出装置9。另外，ARM9 ATMEL9261芯片外扩SDRAM EM63A芯片用于扩展内存，外扩FLASH H27U518芯片用于扩展存储。人机交互装置8为液晶显示屏和键盘。输出装置9为继电器，其作用是给出无源的开关信号，用于报警或故障信息上送等处理。通信装置7和网络接口10由DM9100APE芯片和RJ45接口组成，其作用是将中央处理器6需要传输的数据传送到电能质量后台或者是接收电能质量后台下发的命令。MAX708芯片连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片，所述MAX708芯片是电压监测芯片，当电压低于4.4V时，产生复位信号，且复位信号能够保持200ms，有利于主控芯片进入正常工作状态后，复位才结束。电源分别连接ARM9芯片和DSP518,用于提供工作电源。
本实施例用于智能电网的数字化变电站中，从属于间隔层设备，与过程层与变电站层交互。电能质量装置无需AD采样环节，直接通过IEC61850-9-2LE协议采集互感器的数字信号，通过光纤接口将数据数字信号传送给中央处理器进行计算。采样信号的实时性好，同步性强，抗干扰性能力强，能够适用于各种复杂电磁环境。
最后说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种数字化电能质量监测装置，其特征在于：其包括光纤接口、中央处理器、通信装置、人机交互装置、输出装置和网络接口；电子式互感器直接连接合并单元的输入端口，发出模拟信号的互感器通过远端模块后连接在合并单元的输入端口；合并单元的输出端口连接在光纤接口的输入端，光纤接口的输出端连接在中央处理器的输入端，中央处理器的输出端分别连接通信装置、人机交互装置和输出装置的输入端；通信装置通过网络接口连接电能质量监控后台。
2.根据权利要求1所述的数字化电能质量监测装置，其特征在于：所述的光纤接口是由10BASE-FL光纤通讯接口、介质转换装置ML 4664、网络变压器STF2023和CS8900A接口组成；10BASE-FL光纤通讯接口的输出端连接介质转换装置ML 4664的输入端，介质转换装置ML-4664的输出端连接网络变压器STF2023的输入端，网络变压器STF2023的输出端连接CS8900A接口的输入端；10BASE-FL光纤通讯接口的信号输入端连接合并单元的输出端口，CS8900A接口的输出端亦即光纤接口的输出端连接中央处理器的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的数字化电能质量监测装置，其特征在于：所述的中央处理器由ARM9模块、DSP模块和双口RAM单元组成，其处理由光纤接口接收到的数字信号，计算出各项电能指标，并控制人机交互装置、输出装置和通信装置；ARM9模块包含同步动态随机存储器SDRAM EM63A芯片、嵌入式处理器ARM9 ATMEL9261芯片和存储芯片FLASH H27U518芯片；DSP模块包含同步动态随机存储器SDRAM MT48LC32M16A芯片、数字信号处理器DSP BF518芯片和存储芯片FLASH M29W320芯片；双口RAM为双口RAM IDT70V05芯片；光纤接口的输出端连接中央处理器的DSP模块的数字信号处理器DSP BF518芯片的输入端，DSP BF518芯片外扩SDRAM MT48LC32M16A芯片和FLASH H27U518芯片；数字信号处理器DSP BF518芯片的输出输入端连接双口RAM IDT70V05芯片的输入输出端，双口RAM IDT70V05芯片的输出输入端连接ARM9模块的嵌入式处理器ARM9 ATMEL9261芯片的输入输出端，ARM9 ATMEL9261芯片外扩SDRAM EM63A芯片和FLASH H27U518芯片；ARM9 ATMEL9261芯片的各输出端分别连接人机交互装置、输出装置和通信装置的输入端；通信装置的输出端连接网络接口；电压监测芯片MAX708芯片连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片，当电压低于4.4V时，产生复位信号，且复位信号能够保持200ms；电源POWER分别连接ARM9 ATMEL9261芯片和DSP BF518芯片。
4.根据权利要求3所述的数字化电能质量监测装置，其特征在于：所述的人机交互装置为液晶显示屏和按键或键盘；输出装置为继电器，其作用是给出无源的开关信号，用于报警或故障信息上送处理；通信装置和网络接口由DM9100APE芯片和RJ45接口组成，其作用是将中央处理器需要传输的数据传送到电能质量后台或者是接收电能质量后台下发的命令。
5.根据权利要求1或2所述的数字化电能质量监测装置，其特征在于：所述的人机交互装置为液晶显示屏和按键或键盘；输出装置为继电器，其作用是给出无源的开关信号，用于报警或故障信息上送处理；通信装置和网络接口由DM9100APE芯片和RJ45接口组成，其作用是将中央处理器需要传输的数据传送到电能质量后台或者是接收电能质量后台下发的命令。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320664831.XU CN203519746U (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 数字化电能质量监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320664831.XU CN203519746U (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 数字化电能质量监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203519746U true CN203519746U (zh) | 2014-04-02 |
Family
ID=50378660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320664831.XU Expired - Lifetime CN203519746U (zh) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 数字化电能质量监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203519746U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090157A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-10-08 | 贵州电力试验研究院 | 一种数字化变电站独立计量系统构架方法 |
| CN104280636A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-01-14 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 三层架构的可配回路全数字式电能质量监测装置及方法 |
| CN104393674A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-04 | 许继电气股份有限公司 | 一种智能变电站电子互感器状态监测系统及方法 |
| CN105044647A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-11-11 | 国网上海市电力公司电力科学研究院 | 基于sv报文的智能变电站电子互感器采样畸变监测方法 |
-
2013
- 2013-10-28 CN CN201320664831.XU patent/CN203519746U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090157A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-10-08 | 贵州电力试验研究院 | 一种数字化变电站独立计量系统构架方法 |
| CN104280636A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-01-14 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 三层架构的可配回路全数字式电能质量监测装置及方法 |
| CN104393674A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-04 | 许继电气股份有限公司 | 一种智能变电站电子互感器状态监测系统及方法 |
| CN105044647A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-11-11 | 国网上海市电力公司电力科学研究院 | 基于sv报文的智能变电站电子互感器采样畸变监测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102325149B (zh) | 电气化铁路智能网络远程测控终端系统 | |
| CN203519746U (zh) | 数字化电能质量监测装置 | |
| CN103605069B (zh) | 基于非常规互感器实现开关局部放电监测的装置和方法 | |
| CN103560583A (zh) | 一种基于dsp的微元监控器 | |
| CN205404700U (zh) | 带时间基准输出的多功能fpga采集单元 | |
| CN204946344U (zh) | 一种智能电表用电信息采集装置 | |
| CN204535758U (zh) | 输变电设备一体化监测装置 | |
| CN201113374Y (zh) | 基于双cpu结构的电力系统微机保护测控装置 | |
| CN204241561U (zh) | 一种在线电能监测终端装置 | |
| CN115981227A (zh) | 一种本安防爆的远程冗余io子站装置 | |
| CN205070606U (zh) | 一种应用于配网自动化的新型dtu及其配网自动化系统 | |
| CN201819954U (zh) | 0.5级电子式单相电能表 | |
| CN204597488U (zh) | 基于gprs的智能低压配电jp补偿柜 | |
| CN201846136U (zh) | 面向智能电网的在线式电能质量监测装置 | |
| CN204720991U (zh) | 基于gprs的智能箱式变电站补偿柜 | |
| CN204719158U (zh) | 一种配电网馈线监测终端 | |
| CN203814321U (zh) | 电动大型喷灌机电力线载波远程控制系统 | |
| CN204334122U (zh) | 多功能站域保护测控一体化装置 | |
| CN102867405A (zh) | 一种实时远程光纤抄表系统 | |
| CN102419386A (zh) | 0.5级电子式单相电能表 | |
| CN202395934U (zh) | 基于epon和无线自组网技术的用电信息采集系统 | |
| CN102013728A (zh) | 一种基于iec61850标准的区域集成式保护测控的实现方法及装置 | |
| CN202651803U (zh) | 一种基于无线数传组网的智能电容投切设备 | |
| CN204575118U (zh) | 一种智能光伏变电站数据采集系统 | |
| CN203800929U (zh) | 全电力载波通信远程集抄系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140402 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |