CN207730854U - 电能质量采集检测系统 - Google Patents

Abstract

电能质量采集检测系统，涉及电力监控领域，包括服务器以及若干通过交换机连接服务器的终端检测模块，所述终端检测模块包括：检测单元、信号处理单元、时基单元、和终端处理单元，所述服务器用于显示采集信号对应的电力信号。通过检测单元对应三相电输出三个检测信号，并配合时基单元的设置，解决了现有技术中电力检测数据不稳定的技术问题。实现了对监测数据的短时间间隔采集，在一定程度上降低了供电电路电流波动对信号采集的影响，实现了对电力数据的稳定采集。

Description

电能质量采集检测系统

技术领域

本实用新型涉及电力监控领域，特别涉及电能质量采集检测系统。

背景技术

电能用户的用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率的总和，称为用电负荷，电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷等，不同类型的负荷具有不同的特点和规律，同时电能是国家重要能源之一，了解不同类型用户配变符合发展的情况能够有助于管理单位了解自身不同时段在不同地区各种能源的使用情况，从而制定合理的配电计划，有针对性地、科学地优化系统规划、运行与日常运营和管理工作。

但是，目前的电力检测系统大多通过检测单相电力变化采集用电端的电力变化。由于电力传输大多采用三相电力传输，同时，由于各地电力负荷的不同，导致不同相之间的电力波动不同，单纯的通过单相检测不但极易受电力传输过程中的电流波动的影响，同时检测精准程度也不高，从而导致电力检测的稳定性偏低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电能质量采集检测系统，该电能质量采集检测系统能够实现对电力数据的稳定采集。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

电能质量采集检测系统，包括服务器以及若干通过交换机连接服务器的终端检测模块，所述终端检测模块包括：

检测单元，耦接电力传输线，用于检测电力传输线中每一相电的电流信息，并对应输出三个检测信号；

信号处理单元，耦接检测单元，用于同时接收三个检测信号，并整流输出与三个检测信号对应的单个的处理信号；

时基单元，间隔预设时间输出计时信号；

终端处理单元，耦接时基单元和信号处理单元，每当接收到及时信号时，采集并存储一处理信号，当处理信号的数量达到预设值时输出一终端采集信号；

所述服务器用于显示采集信号对应的电力信号。

通过采用上述技术方案， 当检测单元对应三相电输出三个检测信号时，信号处理单元可将三个检测信号整流输出单个的处理信号，从而在实现了对每一相电压的信号采集，同时由于时基单元的设置，配合终端处理单元，实现了对监测数据的短时间间隔采集，在一定程度上降低了供电电路电流波动对信号采集的影响，进一步的实现了对电力数据的稳定采集。

作为本实用新型的改进，所述检测单元包括分别耦接三相供电线路的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器。

通过采用上述技术方案，电流互感器可将供电线路中的大电流转换成等频率的小电流信号，从而实现了对三相供电线路的检测。

作为本实用新型的改进，所述信号处理单元包括串联设置的三相桥式整流电路和滤波电路，所述三相桥式整流电路的输入端耦接检测单元，用于同时接收三个所述检测信号，所述滤波电路耦接终端处理单元。

通过采用上述技术方案，三相桥式整流电路可实现将三组检测信号输出为单个的信号，同时，输出的单个信号可统一显示三组检测信号的峰值状态，只要有一组检测信号的峰值跳动较大，就可通过单个信号的波形体现出来。单个信号在经过滤波电路，可防止电路瞬时的波动造成的供电电流波形发生的波形变化对信号处理单元输出的处理信号产生影响。

作为本实用新型的改进，所述终端处理单元设置为单片机。

作为本实用新型的改进，所述信号处理单元还包括串接于滤波电路和单片机之间的AD转换模块。

AD转换模块可实现将滤波之后的信号输出为数字形式的处理信号，从而方便单片机对处理信号的采集。同时，将处理信号转换为数字信号，还可增加单片机对处理信号读取的准确性。

作为本实用新型的改进，所述AD转换模块的型号设置为AD976A。

作为本实用新型的改进，还包括信号质量反馈单元，所述信号质量反馈单元耦接所述滤波电路和单片机，当滤波电路输出端电压值高于预设基准值持续时间超出预设时间时，向单片机输出一质量报警信号。

通过采用上述技术方案，当滤波电路输出端电压高于预设基准值持续时间超出预设时间时，说明供电回路中出现了大功率消耗问题，此时信号质量反馈单元可通过单片机实现对这一供电现象的反馈和记录。

作为本实用新型的改进，所述信号质量反馈单元包括：

基准单元，用于输出基准信号；

比较单元，耦接基准单元和滤波电路，当滤波电路输出端电压值高于基准信号时，输出一比较信号；

延时输出单元，耦接比较单元，用于接收比较信号，当比较单元持续输出预设时间时，输出所述质量报警信号。

通过采用上述技术方案，延时输出单元的设置可以防止电路中出现瞬时波动时信号质量反馈单元输出质量报警信号。

作为本实用新型的改进，所述延时输出单元设置为上电延时的延时继电器。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

一、检测结果更加精准，由于三相桥式整流电路可配合三个电流互感器实现对供电回路中的三相电压的检测，相比与现有技术中的单相检测更加精准；

二、数据可靠性强，由于信号质量反馈单元的设置，不但实现了对电力传输信号的质量反馈，同时也避免了供电回路中电压瞬时波动的影响，使得该电能之恋管材及检测系统检测的数据可靠性更强。

附图说明

图1是电能质量采集系统的系统图；

图2是终端检测模块的内部电路图。

图中，1、服务器；2、终端检测模块；21、检测单元；22、信号处理单元；23、时基单元；24、信号质量反馈单元；25、终端处理单元；3、接入交换机；4、核心交换机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，电能质量采集检测系统，包括服务器1，设置在检测端的终端检测模块2以及连接终端检测模块2和服务器1的交换机。其中，交换机包括设置在各检测区域的接入交换机3以及设置在控制室的核心交换机4，接入交换机3与核心交换机4以CAN总线的方式进行通讯连接。服务区包括设置在控制室内的电脑，通过电脑连接核心交换机4，从而实现对终端检测模块2的检测数据的汇总与显示。

如图2所示，上述终端检测模块2包括检测单元21、信号处理单元22、时基单元23、终端处理单元25和信号质量反馈单元24。

检测单元21，包括分别耦接三相供电线路的电流互感器CT1、电流互感器CT2和电流互感器CT3, 电流互感器CT1、电流互感器CT2和电流互感器CT3共地并分别对应每一相电的电流信息输出三个检测信号。

信号处理单元22，包括串联设置的三相桥式整流电路、滤波电路和AD转换模块。其中，三相桥式整流电路的输入端耦接检测单元21，用于同时接收三个所述检测信号。

上述滤波电路包括并联在三相桥式整流电流的输出端的滤波电容C1；AD转换模块的型号为AD976A，AD转换模块的REF管脚和MSB管脚分别耦接滤波电容C1的两端。

终端处理单元25，设置为单片机，单片机型号可根据现场情况进行选则，此处包括但不限定AT89C51型号的单片机，其中单片机的P1.0-P1.7管脚对应耦接AD转换模块的D0-D7输出管脚，单片机的TXD管脚和RXD管脚通过一无线传输模块与接入交换机3无线传通信。

时基单元23，设置为555震荡电路，555震荡电路的输出端连接单片机的P0，0管脚，用于向单片机输出计时信号。555振荡电路的输出频率可通过调节电位器R5的阻值进行调节。

上述终端处理单元25，耦接时基单元23和信号处理单元22，每当接收到计时信号时，采集并存储一次处理信号，当处理信号的数量达到预设值时输出一终端采集信号，次数设置为当处理信号的数量为3个时，单片机输出终端采集信号，并将当前的处理信号清零。

信号质量反馈单元24包括：基准单元，用于输出基准信号；比较单元，耦接基准单元和滤波电路，当滤波电路输出端电压值高于基准信号时，输出一比较信号；延时输出单元，耦接比较单元，用于接收比较信号，当比较单元持续输出预设时间时，输出所述质量报警信号。

基准单元包括串联设置的固定电阻R1和固定电阻R2，固定电阻R1和固定电阻R2耦接的节点输出基准信号。

比较单元包括比较器TD,比较器TD的正向输入端耦接滤波电容C1的正向接线端，比较器TD的反向输入端用于接收基准信号，当滤波电容C1的输出端电压值高于基准信号时，比较器TD的输出端输出比较信号。

延时输入单元设置为上电延时的延时继电器KT，延时继电器KT的线圈串接于比价器TD的输出端和电源负极之间，延时继电器KT的常开触点KT1与一限流电阻R6串接于电源正极和单片机的P0.1管脚之间。当延时输入单元接收到比较信号时，由延时继电器KT输出质量报警信号。

由以上所述内容可知，当检测单元21对应三相电输出三个检测信号时，信号处理单元22可将三个检测信号整流输出单个的处理信号，从而在实现了对每一相电压的信号采集，同时由于时基单元23的设置，配合终端处理单元25，实现了对监测数据的短时间间隔采集；当滤波电路输出端电压高于预设基准值持续时间超出预设时间时，说明供电回路中出现了大功率消耗问题，此时信号质量反馈单元24可通过单片机实现对这一供电现象的反馈和记录。在一定程度上降低了供电电路电流波动对信号采集的影响，实现了对电力数据的稳定采集。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.电能质量采集检测系统，其特征在于：包括服务器(1)以及若干通过交换机连接服务器(1)的终端检测模块(2)，所述终端检测模块(2)包括：

检测单元(21)，耦接电力传输线，用于检测电力传输线中每一相电的电流信息，并对应输出三个检测信号；

信号处理单元(22)，耦接检测单元(21)，用于同时接收三个检测信号，并整流输出与三个检测信号对应的单个的处理信号；

时基单元(23)，间隔预设时间输出计时信号；

终端处理单元(25)，耦接时基单元(23)和信号处理单元(22)，每当接收到及时信号时，采集并存储一处理信号，当处理信号的数量达到预设值时输出一终端采集信号；

所述服务器(1)用于显示采集信号对应的电力信号。

2.根据权利要求1所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述检测单元(21)包括分别耦接三相供电线路的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器。

3.根据权利要求1所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述信号处理单元(22)包括串联设置的三相桥式整流电路和滤波电路，所述三相桥式整流电路的输入端耦接检测单元(21)，用于同时接收三个所述检测信号，所述滤波电路耦接终端处理单元(25)。

4.根据权利要求3所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述终端处理单元(25)设置为单片机。

5.根据权利要求4所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述信号处理单元(22)还包括串接于滤波电路和单片机之间的AD转换模块。

6.根据权利要求5所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述AD转换模块的型号设置为AD976A。

7.根据权利要求4所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：还包括信号质量反馈单元(24)，所述信号质量反馈单元(24)耦接所述滤波电路和单片机，当滤波电路输出端电压值高于预设基准值持续时间超出预设时间时，向单片机输出一质量报警信号。

8.根据权利要求7所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述信号质量反馈单元(24)包括：

基准单元，用于输出基准信号；

比较单元，耦接基准单元和滤波电路，当滤波电路输出端电压值高于基准信号时，输出一比较信号；

延时输出单元，耦接比较单元，用于接收比较信号，当比较单元持续输出预设时间时，输出所述质量报警信号。

9.根据权利要求8所述的电能质量采集检测系统，其特征在于：所述延时输出单元设置为上电延时的延时继电器。