CN204065286U - 一种基于物联网和4g通讯的电能质量监测系统 - Google Patents

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黄尚渊
陈金木
陆贤峰
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Abstract

一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，传感器组件的电压传感器、电流传感器、温度传感器和湿度传感器分别与一电能信号处理装置的信号输入端电路连接，电能信号处理装置的信号输出端分别与一微处理芯片和物联网信号连接，物联网再与一无线传感器网络通信，并将信号传递给后续的网关模块和4G网络，最后通过4G网络将数据发送至监控中心。本实用新型能对电能质量进行实时测量和数据采集，且通过动态分析能同时满足现场监控和远程监控的要求；且本实用新型通过采用物联网和4G技术的结合实现了电能质量的自动实时监控，解决了组网不灵活传输可靠性差的问题，适用于各种电能质量的实时测量和数据采集领域。

Description

一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统
技术领域
本实用新型涉及一种电力技术领域，尤其涉及一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，通过该系统对电能质量进行实时测量和数据采集。
背景技术
电能质量指的是电力系统在运行过程中电流、电压的传送过程中对各个方面的具体质量描述，在现代电力系统中，电流、电压在传送过程中会发生：
(1)低频传导现象：谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡，电压暂降与短时断电，电网频率变化，低频感应电压，交流网络中的直流变化；
(2)低频辐射现象：磁场、电场低频辐射；
(3)高频传导现象：感应连续波电压与电流，单向瞬态、振荡瞬态的高频传导；
(4)高频辐射现象：磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态)的高频辐射；
(5)静电放电现象。
上述的这些电压与电流不平衡、电压暂降、暂升、短时中断等各种异常现象，在发生时电压谐波会产生电压波形畸变，这些质量变化已成为电能质量问题中的主要组成部分，因此，对电能质量的监测在整个电力系统安全有效运行中的重要性不言而喻。
现有技术下的电能质量监测方法目前只能做到对电力体系基本运行工况的现场监控，并产生较为延迟的分析报告，无法对各种电能质量的实时指标-如上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等数据进行有效实时的更新测量和数据采集，更无法做到动态分析和同时满足现场监控和远程监控的要求。
综上所述，现迫切需要一种新型的电能质量监测系统来满足电能质量监测的现场监控和远程监控的要求，且能对电能质量进行实时测量和数据采集。
发明内容
为了解决现有技术下对电能质量监测体系的缺陷，本实用新型克服了现有技术的不足之处，提供了一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，通过该系统能对电能质量进行实时测量和数据采集，且通过动态分析能同时满足现场监控和远程监控的要求，本实用新型的具体结构如下所述：
一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，包括电压传感器、电流传感器、温度传感器和湿度传感器，其特征在于：
所述的电压传感器、电流传感器、温度传感器和湿度传感器这四个传感器顺序组合形成一整体式的传感器组件；
所述的传感器组件的电压传感器、电流传感器、温度传感器和湿度传感器分别与一电能信号处理装置的信号输入端电路连接；
所述的电能信号处理装置的信号输出端分别与一微处理芯片和物联网信号连接，物联网再与一无线传感器网络通信，并将信号传递给后续的网关模块和4G网络，最后通过4G网络将数据发送至监控中心，对电能质量监测进行实时监测。
根据本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的电能信号处理装置包括滤波电路、信号放大电路、AD转换模块和存储器，其中传感器组件的各个传感器与滤波电路的输入端电路连接，滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端相连，信号放大电路的输出端与AD转换模块的输入端相连，AD转换模块的输出端与存储器的输入端相连，而存储器的输出端则分别与微处理芯片和物联网信号连接。
根据本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的微处理芯片为MSP430F149型芯片。
根据本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的无线传感器网络为设置有cc3430型芯片的无线传感器网络，存储器经过物联网与该设置有cc3430型芯片的无线传感器网络通信。
本实用新型的整体设计思路和使用流程如下：
将传感器组件的电压传感器、电流传感器、温度传感器和湿度传感器采集的电流和电压等电能质量数据传输入电能信号处理装置B的滤波电路，然后信号放大电路对采集的电能质量数据进行滤波和放大信号处理，经AD转换模块7转换后存入存储器，在存储器内预存电能质量合格数据(参照国标)，MSP430F149微处理芯片对采集的电能质量数据和预存电能质量合格数据进行初步判断、比较，并将结果反馈至存储器，接着存储器通过物联网和设置有cc3430芯片的无线传感器网络进行数据交换，无线传感器网络将数据传输至网关模块，网关模块再将数据通过4G网络发送至监控中心，最后得出电能质量报告，即对电能质量监测进行了实时监测。
使用本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统获得如下有益效果：
1.本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，能对电能质量进行实时测量和数据采集，且通过动态分析能同时满足现场监控和远程监控的要求；
2.本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统通过采用物联网和4G技术的结合实现了电能质量的自动实时监控，解决了组网不灵活传输可靠性差的问题。
附图说明
图1为本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统的具体结构示意图。
图中：A-传感器组件，B-电能信号处理装置，1-电压传感器，2-电流传感器，3-温度传感器，4-湿度传感器，5-滤波电路，6-信号放大电路，7-AD转换模块，8-存储器，9-微处理芯片，10-物联网，11-无线传感器网络，12-网关模块，13-4G网络，14-监控中心。
具体实施方式
下面结合附图及本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统做进一步的说明：
一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，包括电压传感器1、电流传感器2、温度传感器3和湿度传感器4；
所述的电压传感器1、电流传感器2、温度传感器3和湿度传感器4这四个传感器顺序组合形成一整体式的传感器组件A；
所述的传感器组件A的电压传感器1、电流传感器2、温度传感器3和湿度传感器4分别与一电能信号处理装置B的信号输入端电路连接；
所述的电能信号处理装置B的信号输出端分别与一微处理芯片9和物联网10信号连接，物联网再与一无线传感器网络11通信，并将信号传递给后续的网关模块12和4G网络13，最后通过4G网络将数据发送至监控中心14，对电能质量监测进行实时监测。
电能信号处理装置B包括滤波电路5、信号放大电路6、AD转换模块7和存储器8，其中传感器组件A的各个传感器与滤波电路的输入端电路连接，滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端相连，信号放大电路的输出端与AD转换模块的输入端相连，AD转换模块的输出端与存储器的输入端相连，而存储器的输出端则分别与微处理芯片(9)和物联网10信号连接。
微处理芯片9为MSP430F149型芯片。
无线传感器网络11为设置有cc3430型芯片的无线传感器网络，存储器8经过物联网10与该设置有cc3430型芯片的无线传感器网络通信。
本实用新型的整体设计思路和使用流程如下：
将传感器组件A的电压传感器1、电流传感器2、温度传感器3和湿度传感器4采集的电流和电压等电能质量数据传输入电能信号处理装置B的滤波电路5，然后信号放大电路6对采集的电能质量数据进行滤波和放大信号处理，经AD转换模块7转换后存入存储器8，在存储器内预存电能质量合格数据(参照国标)，MSP430F149微处理芯片9对采集的电能质量数据和预存电能质量合格数据进行初步判断、比较，并将结果反馈至存储器，接着存储器通过物联网10和设置有cc3430芯片的无线传感器网络11进行数据交换，无线传感器网络将数据传输至网关模块12，网关模块再将数据通过4G网络13发送至监控中心14，最后得出电能质量报告，即对电能质量监测进行了实时监测。
本实用新型的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，能对电能质量进行实时测量和数据采集，且通过动态分析能同时满足现场监控和远程监控的要求；且本实用新型通过采用物联网和4G技术的结合实现了电能质量的自动实时监控，解决了组网不灵活传输可靠性差的问题。本实用新型适用于各种电能质量的实时测量和数据采集领域。

Claims (4)

1.一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，包括电压传感器(1)、电流传感器(2)、温度传感器(3)和湿度传感器(4)，其特征在于：
所述的电压传感器(1)、电流传感器(2)、温度传感器(3)和湿度传感器(4)这四个传感器顺序组合形成一整体式的传感器组件(A)；
所述的传感器组件(A)的电压传感器(1)、电流传感器(2)、温度传感器(3)和湿度传感器(4)分别与一电能信号处理装置(B)的信号输入端电路连接；
所述的电能信号处理装置(B)的信号输出端分别与一微处理芯片(9)和物联网(10)信号连接，物联网再与一无线传感器网络(11)通信，并将信号传递给后续的网关模块(12)和4G网络(13)，最后通过4G网络将数据发送至监控中心(14)，对电能质量监测进行实时监测。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的电能信号处理装置(B)包括滤波电路(5)、信号放大电路(6)、AD转换模块(7)和存储器(8)，其中传感器组件(A)的各个传感器与滤波电路的输入端电路连接，滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端相连，信号放大电路的输出端与AD转换模块的输入端相连，AD转换模块的输出端与存储器的输入端相连，而存储器的输出端则分别与微处理芯片(9)和物联网(10)信号连接。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的微处理芯片(9)为MSP430F149型芯片。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网和4G通讯的电能质量监测系统，其特征在于，所述的无线传感器网络(11)为设置有cc3430型芯片的无线传感器网络，存储器(8)经过物联网(10)与该设置有cc3430型芯片的无线传感器网络通信。
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