CN207586320U - 一种电能质量监测终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电能质量监测终端，包括前面板、底板、采集板和管理主板；管理主板上设有双核CPU，前面板通过排线与底板连接，管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接，管理主板上设有双核CPU不仅保证了信号的传输效率，且整个终端的结构简单。且本实用新型中的双核CPU集成了DSP处理器和ARM处理器，集成度高，能够提高终端的电能质量监测能力；本实用新型中的实时时钟模块设有IRIG‑B解码模块与实时时钟模块，其中的实时时钟模块通过RS485接口接收GPS脉冲对时信号，并对IRIG‑B解码模块产生的时钟信号进行较准，不容易出现对时偏差。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及一种电能质量监测终端。
背景技术
随着工业的发展，电网结构日益复杂，非线性用电负荷日益增多，电能质量问题日益恶化，电能质量监测正受到越来越多的关注。电能质量监测装置，可实现单监测点或多监测点的电压、电流等信号监测，并实时上传监测报告，是实现电能质量监测的重要装置。
电能质量监测终端的主要用于测量公用电网供到用户端的交流电能质量、测量公用电网各关键电气节点的交流电能质量、分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量的影响以及分析电力系统中的故障原因和故障定位。电能质量监测终端包括便携式和固定式，采用先进信号处理和数据计算技术，广泛地应用于输配电领域。
现有的电能质量监测终端中，DSP处理器与ARM处理器一般采用独立芯片的方式，二者之间的信号传输需要外接电路实现，信号传输效率低，集成度不高，且结构复杂。此外，时钟电路无GPS校时功能，容易出现对时偏差。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中信号传输效率低，集成度不高、结构复杂且容易出现对时偏差的不足，本实用新型提供了一种电能质量监测终端，包括前面板、底板、采集板和管理主板；所述管理主板上设有双核CPU，所述前面板通过排线与底板连接，所述管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接，管理主板上设有双核CPU不仅保证了信号的传输效率，且整个终端的结构简单。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：
本实用新型提供一种电能质量监测终端，包括前面板、底板、采集板和管理主板；所述管理主板上设有双核CPU，所述前面板通过排线与底板连接，所述管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接。
所述采集板上设有调理电路、采集模块和第一电源模块；
所述调理电路包括电压互感器、电流互感器和运算放大器，所述采集模块包括模数转换器，所述第一电源模块包括第一电源芯片；
所述电压互感器和电流互感器均与运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与管理主板上的存储电路连接。
所述运算放大器将电压互感器和电流互感器采集的监测点的电压信号和电流信号分别转换为二次电压和二次电流，所述模数转换器将二次电压和二次电流转换为采样信息，并将采样信息通过底板传输至双核CPU；
所述第一电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V电压，用于给模数转换器供电。
所述运算放大器的型号为TL062I；
所述模数转换器的型号为AD7606BS，其采样率为12.8KHz；
所述第一电源芯片的型号为TLV1117-50ID。
所述双核CPU采用型号为OMAP-L138的处理器，所述处理器集成DSP处理器和ARM处理器；
所述DSP处理器为6000系列的32位DSP处理器，其型号为TMS320C6748；
所述ARM处理器为ARM926系列的32位ARM处理器。
所述前面板上设有LED显示屏和键盘；
用户通过LED显示屏读取来自于双核CPU的电能质量稳态指标、电能质量暂态特征量和录波数据，并通过键盘与电能质量监测终端进行交互。
所述管理主板上还设有存储模块、通讯模块、时钟校准模块、复位逻辑模块和第二电源模块；
所述存储模块包括ROM存储器、RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘；
所述通讯模块包括本地接口和以太网接口；
所述时钟校准模块包括IRIG-B解码模块与实时时钟模块；
所述复位逻辑模块包括看门狗芯片；
所述第二电源模块包括第二电源芯片。
所述本地接口包括USB接口、R232接口和RS485接口；
所述以太网接口包括第一网口、第二网口、第三网口和第四网口；
所述第一网口通过第一网卡与双核CPU的第一USB管脚连接；
所述第二网口通过第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接；
所述第三网口依次通过第三网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接，所述第四网口依次通过第四网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接；
所述第一网卡为DP83640网卡，所述第二网卡为带有USB HUB功能的LAN9514i网卡，所述第三网卡和第四网卡均为LAN9500i网卡。
所述ROM存储器以串行方式与双核CPU的四个SP1管脚连接，所述RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘均以并行方式与双核CPU的控制总线管脚连接；
所述实时时钟模块通过RS485接口接收GPS脉冲对时信号，并对IRIG-B解码模块产生的时钟信号进行较准，且所述IRIG-B解码模块和实时时钟模块均通过地址数据总线与双核CPU连接；
所述看门狗芯片的低电平复位端连接至双核CPU的复位管脚；
所述第二电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V、隔离5V、3.3V、1.8V、1.2V电压；5V电压用于给USB接口、LED显示屏和键盘供电；隔离5V电压用于给RS232接口和RS485接口供电，3.3V电压用于给双核CPU、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器、ROM存储器、第一网卡、第二网卡、第三网卡、第四网卡、IRIG-B解码模块、实时时钟模块和看门狗芯片供电，1.8V电压用于给RAM存储器和双核CPU供电，1.2V电压用于给双核CPU供电。
所述ROM存储器的型号为AT25640B，所述RAM存储器的型号为MT47H128M16RT-25，所述NORFLASH存储器的型号为JS28F256M29，所述NANDFLASH存储器的型号为MT29F16G08AB；
所述实时时钟模块的型号为DS3231S；
所述看门狗芯片的型号为TPS3828；
所述第二电源芯片的型号为MAX15041。
与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型提供的电能质量监测终端包括前面板、底板、采集板和管理主板；管理主板上设有双核CPU，前面板通过排线与底板连接，管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接，管理主板上设有双核CPU不仅保证了信号的传输效率，且整个终端的结构简单；
本实用新型中的电能质量监测终端中的双核CPU集成了DSP处理器和ARM处理器，集成度高，能够提高终端的电能质量监测能力；
本实用新型中的实时时钟模块设有IRIG-B解码模块与实时时钟模块，其中的实时时钟模块通过RS485接口接收GPS脉冲对时信号，并对IRIG-B解码模块产生的时钟信号进行较准，不容易出现对时偏差。
附图说明
图1是本实用新型实施例中电能质量监测终端结构图；
图2是本实用新型实施例中通讯模块与双核CPU连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供了一种电能质量监测终端，具体结构图如图1所示，其包括前面板、底板、采集板和管理主板；其中的管理主板上设有双核CPU，前面板通过排线与底板连接，且管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接。
上述的采集板上设有调理电路、采集模块和第一电源模块；
其中的调理电路包括电压互感器、电流互感器和运算放大器；
其中的采集模块包括模数转换器；
其中的第一电源模块包括第一电源芯片；
其中的电压互感器和电流互感器均与运算放大器的同相输入端连接，且运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，另外，模数转换器的输出端与管理主板上的存储电路连接。
上述的运算放大器将电压互感器和电流互感器采集的监测点的电压信号和电流信号分别转换为二次电压和二次电流，模数转换器将二次电压和二次电流转换为采样信息，并将采样信息通过底板传输至双核CPU；
上述的第一电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V电压，用于给模数转换器供电。
下面对上述采集板上各个部分的型号进行说明；
其中的运算放大器的型号为TL062I，模数转换器的型号为AD7606BS，其采样率为12.8KHz；第一电源芯片的型号为TLV1117-50ID。
上述的双核CPU采用型号为OMAP-L138的处理器，处理器集成了DSP处理器和ARM处理器；其中的DSP处理器为6000系列的32位DSP处理器，其型号为TMS320C6748；ARM处理器为ARM926系列的32位ARM处理器。
上述的前面板上设有LED显示屏和键盘，用户通过LED显示屏读取来自于双核CPU的电能质量稳态指标、电能质量暂态特征量和录波数据(录波数据为特定时间段的采样信息，特定时间段包括故障时段或者用户设置的时间段)，并通过键盘与电能质量监测终端进行交互。
上述的管理主板上除了设有双核CPU，上还设有存储模块、通讯模块、时钟校准模块、复位逻辑模块和第二电源模块；
其中的存储模块包括ROM存储器、RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘；
其中的通讯模块包括本地接口和以太网接口共两种接口；
其中的时钟校准模块包括IRIG-B解码模块与实时时钟模块；
其中的复位逻辑模块包括看门狗芯片；
其中的第二电源模块包括第二电源芯片。
如图2所示，上述的本地接口包括USB接口、R232接口和RS485接口，上述的以太网接口包括第一网口、第二网口、第三网口和第四网口，其中第一网口通过第一网卡与双核CPU的第一USB管脚连接，第二网口通过第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接，第三网口依次通过第三网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接，第四网口依次通过第四网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接。
上述的第一网卡为DP83640网卡，第二网卡为带有USB HUB功能的LAN9514i网卡，第三网卡和第四网卡均为LAN9500i网卡。
上述存储模块中的ROM存储器以串行方式与双核CPU的四个SP1管脚连接，RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘均以并行方式与双核CPU的控制总线管脚连接；
上述的实时时钟模块通过RS485接口接收GPS脉冲对时信号，并对IRIG-B解码模块产生的时钟信号进行较准，且IRIG-B解码模块和实时时钟模块均通过地址数据总线与双核CPU连接；
上述的看门狗芯片的低电平复位端连接至双核CPU的复位管脚；
第二电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V、隔离5V、3.3V、1.8V、1.2V电压；5V电压用于给USB接口、LED显示屏和键盘供电；隔离5V电压用于给RS232接口和RS485接口供电，3.3V电压用于给双核CPU、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器、ROM存储器、第一网卡、第二网卡、第三网卡、第四网卡、IRIG-B解码模块、实时时钟模块和看门狗芯片供电，1.8V电压用于给RAM存储器和双核CPU供电，1.2V电压用于给双核CPU供电。
上述的ROM存储器的型号为AT25640B，RAM存储器的型号为MT47H128M16RT-25，NORFLASH存储器的型号为JS28F256M29，NANDFLASH存储器的型号为MT29F16G08AB；实时时钟模块的型号为DS3231S；看门狗芯片的型号为TPS3828；第二电源芯片的型号为MAX15041。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电能质量监测终端，其特征在于，包括前面板、底板、采集板和管理主板；所述管理主板上设有双核CPU，所述前面板通过排线与底板连接，所述管理主板和采集板均通过有欧式端子与底板连接。
2.根据权利要求1所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述采集板上设有调理电路、采集模块和第一电源模块；
所述调理电路包括电压互感器、电流互感器和运算放大器，所述采集模块包括模数转换器，所述第一电源模块包括第一电源芯片；
所述电压互感器和电流互感器均与运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的输出端与模数转换器的输入端连接，所述模数转换器的输出端与管理主板上的存储电路连接。
3.根据权利要求2所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述运算放大器将电压互感器和电流互感器采集的监测点的电压信号和电流信号分别转换为二次电压和二次电流，所述模数转换器将二次电压和二次电流转换为采样信息，并将采样信息通过底板传输至双核CPU；
所述第一电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V电压，用于给模数转换器供电。
4.根据权利要求2或3所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述运算放大器的型号为TL062I；
所述模数转换器的型号为AD7606BS，其采样率为12.8KHz；
所述第一电源芯片的型号为TLV1117-50ID。
5.根据权利要求1所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述双核CPU采用型号为OMAP-L138的处理器，所述处理器集成DSP处理器和ARM处理器；
所述DSP处理器为6000系列的32位DSP处理器，其型号为TMS320C6748；
所述ARM处理器为ARM926系列的32位ARM处理器。
6.根据权利要求1所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述前面板上设有LED显示屏和键盘；
用户通过LED显示屏读取来自于双核CPU的电能质量稳态指标、电能质量暂态特征量和录波数据，并通过键盘与电能质量监测终端进行交互。
7.根据权利要求6所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述管理主板上还设有存储模块、通讯模块、时钟校准模块、复位逻辑模块和第二电源模块；
所述存储模块包括ROM存储器、RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘；
所述通讯模块包括本地接口和以太网接口；
所述时钟校准模块包括IRIG-B解码模块与实时时钟模块；
所述复位逻辑模块包括看门狗芯片；
所述第二电源模块包括第二电源芯片。
8.根据权利要求7所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述本地接口包括USB接口、R232接口和RS485接口；
所述以太网接口包括第一网口、第二网口、第三网口和第四网口；
所述第一网口通过第一网卡与双核CPU的第一USB管脚连接；
所述第二网口通过第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接；
所述第三网口依次通过第三网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接，所述第四网口依次通过第四网卡和第二网卡与双核CPU的第二USB管脚连接；
所述第一网卡为DP83640网卡，所述第二网卡为带有USB HUB功能的LAN9514i网卡，所述第三网卡和第四网卡均为LAN9500i网卡。
9.根据权利要求8所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述ROM存储器以串行方式与双核CPU的四个SP1管脚连接，所述RAM存储器、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器和固态硬盘均以并行方式与双核CPU的控制总线管脚连接；
所述实时时钟模块通过RS485接口接收GPS脉冲对时信号，并对IRIG-B解码模块产生的时钟信号进行较准，且所述IRIG-B解码模块和实时时钟模块均通过地址数据总线与双核CPU连接；
所述看门狗芯片的低电平复位端连接至双核CPU的复位管脚；
所述第二电源芯片将来自于外接电源的12V电压转换为5V、隔离5V、3.3V、1.8V、1.2V电压；5V电压用于给USB接口、LED显示屏和键盘供电；隔离5V电压用于给RS232接口和RS485接口供电，3.3V电压用于给双核CPU、NORFLASH存储器、NANDFLASH存储器、ROM存储器、第一网卡、第二网卡、第三网卡、第四网卡、IRIG-B解码模块、实时时钟模块和看门狗芯片供电，1.8V电压用于给RAM存储器和双核CPU供电，1.2V电压用于给双核CPU供电。
10.根据权利要求7所述的电能质量监测终端，其特征在于，所述ROM存储器的型号为AT25640B，所述RAM存储器的型号为MT47H128M16RT-25，所述NORFLASH存储器的型号为JS28F256M29，所述NANDFLASH存储器的型号为MT29F16G08AB；
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110568396A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-12-13 | 河南省计量科学研究院 | 一种安装式标准表及使用该表进行校准的系统和方法 |
| CN110658410A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-07 | 宁波恒晨电力建设有限公司 | 一种电能质量监测装置 |
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