CN204302408U - 移动手持式电能质量参数巡检系统 - Google Patents
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Abstract
一种移动手持式电能质量参数巡检系统，包括节点数据发送端和手持巡检终端，节点数据发送端安装在待测电网节点上，其包括第一电源模块、三相电压采样输入模块、三相电流采样输入模块、三相电数据处理模块、第一MCU控制模块和第一无线通信模块；第一电源模块与第一MCU控制模块、数据处理模块和第一无线通信模块连接，三相电压采样输入模块、三相电流采样输入模块均与三相电数据处理模块连接，三相电数据处理模块与第一MCU控制模块连接，第一MCU控制模块与第一无线通信模块连接；手持巡检终端包括第二电源模块、第二MCU控制模块、第二无线通信模块、键盘输入模块和显示模块。本实用新型提升工作效率、降低成本、消除安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统的监控设备，尤其是一种电能质量参数实时监测系统。
背景技术
随着以石油为代表的化石能源资源的减少和燃用化石能源对气候和生态环境负面影响的凸现,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱源短缺的困扰，开发清洁的可再生能源资源已经成为世界各国经济和社会可持续发展的重要战略。分布式发电技术是一种利用诸如风能、太阳能、潮汐能等可再生清洁能源的新型发电技术。它区别于传统的集中式发电、远距离输电、大互联网的发电形式，凭借投资节省、发电方式灵活、与环境兼容等优势得到了快速发展。然而随着分布式发电的广泛应用，各种不利影响逐渐显示出来。首先是对于电能质量的影响，分布式发电技术运用了大量的电力电子器件，各种非线性负载将会引起电网电压、电流波形的畸变，出现谐波污染问题。其次是电网的安全性问题，由于分布式发电的接入，配电网络从放射性结构转变为多电源运行方式，电力潮流的大小和方向均会发生较大的改变，由此带来的电网稳定性问题较为严重。此外，分布式发电的加入使得电力系统对二次设备的要求提高。如因配网变化所引起的电网保护机理和定值的变化，需要各种继电保护装置的配合等。
发明内容
为了克服已有电能质量参数检测方式的工作效率较低、成本较高、存在安全隐患的不足，本实用新型提供一种提升工作效率、降低成本、消除安全隐患的移动手持式电能质量参数巡检系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种移动手持式电能质量参数巡检系统，包括节点数据发送端和手持巡检终端，其中，所述节点数据发送端安装在待测电网节点上，所述节点数据发送端包括：用于为第一MCU控制模块、三相电数据处理模块和第一无线通信模块供电的第一电源模块；用于采集电压信号，并将采样信号经过分压电路直接送入三相电数据处理模块的三相电压采样输入模块；用于采集的电流信号经过滤波电路直接送入三相电数据处理模块的三相电流采样输入模块；用于通过同步串行总线与MCU控制模块相连的三相电数据处理模块；用以控制电能质量参数的测量的第一MCU控制模块；用于通过无线通信协议输出命令或接受数据的第一无线通信模块；
所述第一电源模块与所述第一MCU控制模块、数据处理模块和第一无线通信模块连接，所述三相电压采样输入模块、三相电流采样输入模块均与所述三相电数据处理模块连接，所述三相电数据处理模块与所述第一MCU控制模块连接，所述第一MCU控制模块与所述第一无线通信模块连接；
所述手持巡检终端包括：用于为第二MCU控制模块、第二无线通信模块、显示模块供电的第二电源模块；用以接收按键指令启动电能质量巡检并控制显示巡检结果的第二MCU控制模块；用于通过无线通信协议输出命令或接受数据的第二无线通信模块；用于通过I/O口地址总线与第二MCU控制模块相连的键盘输入模块；用以通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连的显示模块；
所述第二电源模块与所述第二MCU控制模块、第二无线通信模块、显示模块连接，所述第二MCU控制模块与所述第二无线通信模块、按键输入模块和显示模块连接，所述第二无线通信模块与所述第二无线通信模块之间通信连接。
进一步，所述手持巡检终端还包括：用于通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连的外设存储模块。
再进一步，所述三相电压采样输入模块与所述第一电源模块连接。
更进一步，所述第二电源模块为锂电池。
所述第一MCU控制模块和第二MCU控制模块为低功耗高性能精简指令集单片机。
本实用新型的技术构思为：固定于待测节点的节点数据发送端的第一MCU控制模块采用低功耗高性能精简指令集(RISC)单片机；所述第一电源模块从所测电力对象中取电，经过整流稳压为发送端供电；所述三相电压采样输入模块直接接入三相四线或三相三线的待测高压信号，通过精密采样电阻电路采样电压信号并输入至三相电数据处理模块，数据处理单元将采集的电压信号数字化；所述待测三相电流通过电流互感器等效转化成电流小信号，将互感器输出小信号接入三相电流采样输入模块，通过精密模拟电路滤波调整后采样电流信号输入至三相电数据处理模块，数据处理单元将采集的电压信号数字化，所述第一无线通信模块采用严格标准的无线通信协议发送所得到的电能质量参数，同时接收外部设置命令，用于设置该综合系统的工作条件，包括开启\停止命令、采样时间分辨率、谐波阶次等参数。
所述手持巡检终端的MCU控制模块采用高档低功耗高性能精简指令集(RISC)单片机；所述第二电源模块采用锂离子电池供电；所述键盘输入模块是按键与MCU的4个I/O口组成4键输入，分别为向左、向右、返回以及确认功能；所述显示模块采用128×64分辨率的LCD显示屏，用于显示部分电能质量参数当前检测值，同时可以用于设置该综合系统的工作条件，包括开启\停止命令、采样时间分辨率、谐波阶次等参数；所述外设存储模块采用外设存储卡存储模式，存储卡可回收进行后期数据分析以研究电网控制策略。
本实用新型的有益效果主要表现在：
1)通过无线传感网络技术实现信息交互的移动手持式电能质量参数巡检系统，适用于各种分布式电网节点或者现代电力系统节点中电能质量检测，可检测参数包括电压、电流、频率、功率等电力参数以及谐波、相位等电能质量参数。
2)此移动手持式电能质量参数巡检系统实现了电能质量的实时在线检测，具有时间分辨率高，实时性强的特点，能提高检测系统的运行速度及决策的可靠性，提高监测系统的灵活性。
3)此移动手持式电能质量参数巡检系统安装和维护简单，操作灵活，能显著提高工作效率；通过摆脱缆线束缚，避免了有线系统安装成本高，维护成本高，价格不断上升的问题。另外，当工作环境恶劣，涉及到操作人员人身安全的情况时，操作人员可以通过该手持式装置进行远端操作，避开恶劣的操作环境。
4)此移动手持式电能质量参数巡检系统能有效满足当前分布式能源飞速发展中需要多节点，多层次，实时监控电网系统的要求，为新能源发电系统的安全可靠运行提供了保障，推动新能源的普及和规模化。
附图说明
图1是移动手持式电能质量参数巡检系统的节点数据发送端的框图。
图2是移动手持式电能质量参数巡检系统的手持巡检终端的框图。
图3是移动手持式电能质量参数巡检的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图3，一种移动手持式电能质量参数巡检系统，包括节点数据发送端和手持巡检终端，所述节点数据发送端包括第一MCU控制模块、第一电源模块、三相电压采样输入模块、三相电流采样输入模块、三相电数据处理模块、第一无线通信模块；所述手持巡检终端包括第二MCU控制模块、第二电源模块、键盘输入模块、显示模块、外设存储模块、第二无线通信模块。在所述节点数据发送端，所述第一电源模块直接从待测电网中获取电力，为第一MCU控制模块、三相电数据处理模块和第一无线通信模块供电；所述三相电压采样输入模块采样信号经过分压电路直接送入三相电数据处理模块；所述三相电流采样输入模块的采样信号经过滤波电路直接送入三相电数据处理模块；所述三相电数据处理模块通过同步串行总线与第一MCU控制模块相连；第二无线通信模块由单片射频收发芯片以及外围电路组成，所述第二无线通信模块通过同步串行外设接口总线与第一MCU控制模块相连；所述第二无线通信模块通过无线通信协议输出数据或接收外部命令。
所述手持巡检终端，第二电源模块采用锂离子电池供电；键盘输入模块通过I/O口地址总线与第二MCU控制模块相连；显示模块通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连；外设存储模块通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连；第二无线通信模块由单片射频收发芯片以及外围设备组成；第二无线通信模块通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连；第二无线通信模块通过无线通信协议输出命令或接收数据。
所述固定于待测节点的节点数据发送端的第一MCU控制模块采用低功耗高性能精简指令集(RISC)单片机；所述第一电源模块从所测电力对象中取电，经过整流稳压为发送端供电；所述三相电压采样输入模块直接接入三相四线或三相三线的待测高压信号，通过精密采样电阻电路采样电压信号并输入至三相电数据处理模块，数据处理单元将采集的电压信号数字化；所述待测三相电流通过电流互感器等效转化成电流小信号，将互感器输出小信号接入三相电流采样输入模块，通过精密模拟电路滤波调整后采样电流信号输入至三相电数据处理模块，数据处理单元将采集的电压信号数字化，所述第一无线通信模块采用严格标准的无线通信协议发送所得到的电能质量参数，同时接收外部设置命令，用于设置该综合系统的工作条件，包括开启\停止命令、采样时间分辨率、谐波阶次等参数。
所述手持巡检终端的MCU控制模块采用高档低功耗高性能精简指令集(RISC)单片机；所述第二电源模块采用锂离子电池供电；所述键盘输入模块是按键与MCU的4个I/O口组成4键输入，分别为向左、向右、返回以及确认功能；所述显示模块采用128×64分辨率的LCD显示屏，用于显示部分电能质量参数当前检测值，同时可以用于设置该综合系统的工作条件，包括开启\停止命令、采样时间分辨率、谐波阶次等参数；所述外设存储模块采用外设存储卡存储模式，存储卡可回收进行后期数据分析以研究电网控制策略。
此移动手持式电能质量参数巡检系统安装和维护简单，操作灵活，能显著提高工作效率。此外，特别当工作环境恶劣，涉及到操作人员人身安全的情况时，操作人员可以通过该手持式装置进行远端操作，避开恶劣的操作环境。此移动手持式电能质量参数巡检系统可对微网实现及时有效的监控，提高监测系统的运行速度及决策的可靠性，提高监测系统的灵活性，有效满足当前分布式能源飞速发展中需要多节点，多层次，实时监控电网系统的要求。
本实施例中，无线传感网络技术的使用，降低了铺设线路带来的成本，并通过制定严格标准的无线通信协议，为数据的准确可靠传输提供了保证。此无线检测装置安装和维护简单，操作灵活，能显著提高工作效率；通过摆脱缆线束缚，避免了有线系统安装成本高，维护成本高，价格不断上升的问题。此外，特别当工作环境恶劣，涉及到操作人员人身安全的情况时，操作人员可以通过该手持式装置进行远端操作，避开恶劣的操作环境。
Claims (5)
1.一种移动手持式电能质量参数巡检系统，其特征在于：包括节点数据发送端和手持巡检终端，其中，所述节点数据发送端安装在待测电网节点上，所述节点数据发送端包括：用于为第一MCU控制模块、三相电数据处理模块和第一无线通信模块供电的第一电源模块；用于采集电压信号，并将采样信号经过分压电路直接送入三相电数据处理模块的三相电压采样输入模块；用于采集的电流信号经过滤波电路直接送入三相电数据处理模块的三相电流采样输入模块；用于通过同步串行总线与MCU控制模块相连的三相电数据处理模块；用以控制电能质量参数的测量的第一MCU控制模块；用于通过无线通信协议输出命令或接受数据的第一无线通信模块；
所述第一电源模块与所述第一MCU控制模块、数据处理模块和第一无线通信模块连接，所述三相电压采样输入模块、三相电流采样输入模块均与所述三相电数据处理模块连接，所述三相电数据处理模块与所述第一MCU控制模块连接，所述第一MCU控制模块与所述第一无线通信模块连接；
所述手持巡检终端包括：用于为第二MCU控制模块、第二无线通信模块、显示模块供电的第二电源模块；用以接收按键指令启动电能质量巡检并控制显示巡检结果的第二MCU控制模块；用于通过无线通信协议输出命令或接受数据的第二无线通信模块；用于通过I/O口地址总线与第二MCU控制模块相连的键盘输入模块；用以通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连的显示模块；
所述第二电源模块与所述第二MCU控制模块、第二无线通信模块、显示模块连接，所述第二MCU控制模块与所述第二无线通信模块、按键输入模块和显示模块连接，所述第二无线通信模块与所述第二无线通信模块之间通信连接。
2.如权利要求1所述的移动手持式电能质量参数巡检系统，其特征在于：所述手持巡检终端还包括：用于通过同步串行外设接口总线与第二MCU控制模块相连的外设存储模块。
3.如权利要求1或2所述的移动手持式电能质量参数巡检系统，其特征在于：所述三相电压采样输入模块与所述第一电源模块连接。
4.如权利要求1或2所述的移动手持式电能质量参数巡检系统，其特征在于：所述第二电源模块为锂电池。
5.如权利要求1或2所述的移动手持式电能质量参数巡检系统，其特征在于：所述第一MCU控制模块和第二MCU控制模块为低功耗高性能精简指令集单片机。
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Cited By (1)
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| CN104459387A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-25 | 浙江工业大学 | 移动手持式电能质量参数巡检系统 |
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