CN207908593U - 一种电能质量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电能质量检测系统，系统包括电能互感器、信号调理模块、DSP模块、微处理器、电源模块、继电器模块、液晶显示模块和通讯模块，所述电能互感器的输出端依次通过信号调理模块和DSP模块进而与微处理器的输入端连接，所述微处理器的第一输出端与继电器模块的输入端连接，所述微处理器与通讯模块相连接。本实用新型能对电网进行实时电能质量的各项指标进行监控，从而为进一步制定改善电能质量的具体措施提供可靠的技术依据。而且本实用新型通过电能互感器、信号调理模块、DSP模块和微处理器的结合进行检测，能有效提高检测精度和检测处理速度。本实用新型可广泛应用于电能检测领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能检测技术领域，尤其涉及一种电能质量检测系统。
背景技术
近年来，由于我国电力事业的发展快速而迅猛，电力所涉及的领域逐步扩大，尽管用电紧张的情况已经逐步解决，但随之而来的问题也越来越多：一方面，从20世纪下半叶开始大量使用的电力电子装置，不可避免地引起了诸如电压、电流谐波等电能质量问题；另一方面，随着现代科技的发展，一些高效高性能但同时对电源特性非常很敏感的新型设备正在大规模投入到大型工业生产和人民日常生活中，这些问题都对电能质量提出了更高要求。若没有足够的重视，恶化的电能质量将会直接引起设备的工作质量下降，进而造成不可逆转的重大破坏和损失。
要解决电能质量的问题，首要任务便是构造可靠的电能质量检测和分析系统，以实现对电能质量的各项指标进行实时监控和分析，从而为进一步制定改善电能质量的具体措施提供可靠的技术依据。因此可以得出，如何能够实时检测和分析电能质量是解决电能质量问题的重要前提。但是传统的电能质量检测装置是基于8或者16位的单片机进行电能数据处理的，存在处理速度慢，硬件结构不够完善、不具备实时性等缺点。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种实时性较好，且精度较高的电能质量检测系统。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种电能质量检测系统，包括电能互感器、信号调理模块、DSP模块、微处理器、电源模块、继电器模块、液晶显示模块和通讯模块，所述电能互感器的输出端依次通过信号调理模块和DSP模块进而与微处理器的输入端连接，所述电源模块的输出端与微处理器的电源端连接，所述微处理器的第一输出端与继电器模块的输入端连接，所述微处理器的第二输出端与液晶显示模块的输入端连接，所述微处理器与通讯模块相连接。
作为所述的一种电能质量检测系统的进一步改进，所述信号调理模块包括谐波采集模块、电能计量芯片和AD转换模块，所述电能互感器的第一输出端与谐波采集模块的输入端连接，所述电能互感器的第二输出端与电能计量芯片的输入端连接，所述谐波采集模块的输出端与AD转换模块的第一输入端连接，所述电能计量芯片的输出端与AD转换模块的第二输入端连接，所述AD转换模块的输出端与DSP模块的输入端连接。
作为所述的一种电能质量检测系统的进一步改进，所述谐波采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述电能互感器的第一输出端分别与第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与第一运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与第二运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端通过第一电阻进而连接至第三运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第二电阻进而连接至第三运算放大器的反相输入端，所述第三运算放大器的同相输入端分别与第一二极管的正极端和第二二极管的负极端连接，所述第三运算放大器的反相输入端分别与第一二极管的负极端和第二二极管的正极端连接，所述第三运算放大器的反相输入端通过第四电阻与地连接，所述第三运算放大器的输出端通过第三电阻进而与第三运算放大器的同相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端连接至AD转换模块的第一输入端连接。
作为所述的一种电能质量检测系统的进一步改进，所述通讯模块包括无线通讯模块和RS485通讯接口，所述微处理器分别与无线通讯模块和RS485通讯接口相连接。
作为所述的一种电能质量检测系统的进一步改进，所述电能计量芯片为高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种电能质量检测系统能对电网进行实时电能质量的各项指标进行监控，从而为进一步制定改善电能质量的具体措施提供可靠的技术依据。而且本实用新型通过电能互感器、信号调理模块、DSP模块和微处理器的结合进行检测，能有效提高检测精度和检测处理速度。
附图说明
图1是本实用新型一种电能质量检测系统的原理方框图；
图2是本实用新型一种电能质量检测系统中谐波采集模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
参考图1，本实用新型一种电能质量检测系统，包括电能互感器、信号调理模块、DSP模块、微处理器、电源模块、继电器模块、液晶显示模块和通讯模块，所述电能互感器的输出端依次通过信号调理模块和DSP模块进而与微处理器的输入端连接，所述电源模块的输出端与微处理器的电源端连接，所述微处理器的第一输出端与继电器模块的输入端连接，所述微处理器的第二输出端与液晶显示模块的输入端连接，所述微处理器与通讯模块相连接。
进一步作为优选的实施方式，所述信号调理模块包括谐波采集模块、电能计量芯片和AD转换模块，所述电能互感器的第一输出端与谐波采集模块的输入端连接，所述电能互感器的第二输出端与电能计量芯片的输入端连接，所述谐波采集模块的输出端与AD转换模块的第一输入端连接，所述电能计量芯片的输出端与AD转换模块的第二输入端连接，所述AD转换模块的输出端与DSP模块的输入端连接。
参考图2，进一步作为优选的实施方式，所述谐波采集模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和第三运算放大器A3，所述电能互感器的第一输出端分别与第一运算放大器A1的反相输入端和第二运算放大器A2的反相输入端连接，所述第一运算放大器A1的输出端与第一运算放大器A1的同相输入端连接，所述第二运算放大器A2的输出端与第二运算放大器A2的同相输入端连接，所述第一运算放大器A1的输出端通过第一电阻R1进而连接至第三运算放大器A3的同相输入端，所述第二运算放大器A2的输出端通过第二电阻R2进而连接至第三运算放大器A3的反相输入端，所述第三运算放大器A3的同相输入端分别与第一二极管D1的正极端和第二二极管D2的负极端连接，所述第三运算放大器A3的反相输入端分别与第一二极管D1的负极端和第二二极管D2的正极端连接，所述第三运算放大器A3的反相输入端通过第四电阻R4与地连接，所述第三运算放大器A3的输出端通过第三电阻R3进而与第三运算放大器A3的同相输入端连接，所述第三运算放大器A3的输出端连接至AD转换模块的第一输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述通讯模块包括无线通讯模块和RS485通讯接口，所述微处理器分别与无线通讯模块和RS485通讯接口相连接。
进一步作为优选的实施方式，所述电能计量芯片为高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E。该芯片适用于三相三线和三相四线的应用，它集成了七路二阶采集，其中三路用于三相电压采集，三路用于电流采集，还有一路可用于零线电流或其他防窃电参数的采样、输出采样数据有效值。
本实用新型实施例中，所述电源模块包括有整流电路、滤波电路和降压电路，所述微处理器为包含有内嵌ARM9内核的ARM处理器，所述的液晶显示模块采用TFT彩屏触摸液晶显示，采用背光自动休眠检测系统，以降低功耗并延长液晶显示屏的寿命。所述电能互感器采集电网的电能信号传入信号调理模块，信号调理模块对信号进行滤波和电压值调整，并将信号送入DSP模块，DSP模块负责完成对基本电力参数、谐波等参量的分析，DSP模块将信号传给微处理器，所述微处理器对相关数据进行记录，并输出至液晶显示模块进行电能质量相关参数及相关波形的显示，同时通过通讯模块对紧急电能事故进行报警并通过继电器模块控制相关继电器的通断。
本实用新型具有高精度的测量和计量功能、定时记录及分时计费功能；丰富的电能质量监测功能，集谐波分析、不平衡度测量、闪变监测、电压暂升/暂降及短时中断记录、快速电压变动捕捉。波形的瞬态捕捉、波形采样、事件记录等多功能为一体；仪表每周波采样为256点，具有超大容量数据存储和记录，记录数据可长期保存。准确的故障诊断及定位功能，针对供用电系统局部异常或局部故障，准确地记录大量波形信息及事件信息，对潜在的、瞬时的、或者持续性的局部故障进行灵敏识别和准确判断。
从上述内容可知，本实用新型一种电能质量检测系统能对电网进行实时电能质量的各项指标进行监控，从而为进一步制定改善电能质量的具体措施提供可靠的技术依据。而且本实用新型通过电能互感器、信号调理模块、DSP模块和微处理器的结合进行检测，能有效提高检测精度和检测处理速度。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.一种电能质量检测系统，其特征在于：包括电能互感器、信号调理模块、DSP模块、微处理器、电源模块、继电器模块、液晶显示模块和通讯模块，所述电能互感器的输出端依次通过信号调理模块和DSP模块进而与微处理器的输入端连接，所述电源模块的输出端与微处理器的电源端连接，所述微处理器的第一输出端与继电器模块的输入端连接，所述微处理器的第二输出端与液晶显示模块的输入端连接，所述微处理器与通讯模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种电能质量检测系统，其特征在于：所述信号调理模块包括谐波采集模块、电能计量芯片和AD转换模块，所述电能互感器的第一输出端与谐波采集模块的输入端连接，所述电能互感器的第二输出端与电能计量芯片的输入端连接，所述谐波采集模块的输出端与AD转换模块的第一输入端连接，所述电能计量芯片的输出端与AD转换模块的第二输入端连接，所述AD转换模块的输出端与DSP模块的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电能质量检测系统，其特征在于：所述谐波采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述电能互感器的第一输出端分别与第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与第一运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与第二运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端通过第一电阻进而连接至第三运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第二电阻进而连接至第三运算放大器的反相输入端，所述第三运算放大器的同相输入端分别与第一二极管的正极端和第二二极管的负极端连接，所述第三运算放大器的反相输入端分别与第一二极管的负极端和第二二极管的正极端连接，所述第三运算放大器的反相输入端通过第四电阻与地连接，所述第三运算放大器的输出端通过第三电阻进而与第三运算放大器的同相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端连接至AD转换模块的第一输入端。
4.根据权利要求1所述的一种电能质量检测系统，其特征在于：所述通讯模块包括无线通讯模块和RS485通讯接口，所述微处理器分别与无线通讯模块和RS485通讯接口相连接。
5.根据权利要求1所述的一种电能质量检测系统，其特征在于：所述电能计量芯片为高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E。
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