CN209446674U - 电网三相交流电在线实时相位采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，OMAPL138双核核心板包括一颗ARM9CPU和一颗C6748DSP芯片，外置天线GPS模块电路包括GPS天线电路和一颗带秒脉冲功能的GPS芯片，外置天线2.4G模块电路包括2.4G天线电路和一颗2.4G无线通信芯片，AD采样电路包括三相四线电信号处理电路和一颗16位精度8通道AD采样芯片电路，RS485串口通信电路包括RS485单独控制光耦通信方向切换电路和一颗4通道串口通信芯片电路。本实用新型能准确的按照GPS秒脉冲对电网三相四线电信号的A、B、C三相相位进行实时自动监测，通过WIFI、有线网、4G三种通信方式把实时监测到的数据以秒为单位传送到云服务器后台系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，具体为一种电网三相交流电在线实时相位采集装置。
背景技术
我国的电网建设发展较快，在电力系统中的实际运行中，新建、改建、扩建后的变电所和输电线路，以及在线路检修完毕、向用户送电前，都必须进行三相电路核相试验，以确保输电线路相序与用户三相负载所需求的相序一致。
核相针对的是二路电源，当二路电源需要向同一个用电设备供电时，在投入时，要在并列点进行核相。
若二路电源需要并列倒电时，若不核相，由于安装接线错误，可能出现相序(相位)不一致，引起短路事故，影响正常供电。
若二路电源需要停电倒电时，若不核相，可能由于相序不一致，引起三相设备的非正常运行，如电机的反转。
因此，在第二路电源投入时，一定要与第一路电源进行核相。
当前国内现有的核相手段主要是通过核对本地二路电源的相位和相序来进行核相，需要挂接2套手持核相仪进行核相且不能定相；当前核相领域最前沿的解决方案是网络核相系统，该系统主要工作原理是通过在变电站和源点接入一台设备采集实时相位与相色数据并把数据通过网络介质传输到管理平台，通过管理平台给核相现场提供实时相位数据完成核相；这种核相方式能满足定相和核相功能且在现场只需要使用1套手持核相仪进行核相，操作简便、准确，一定程度上还能辅助判断本地供电质量，同时解决了本地核相的工作距离存在限制的问题。
因此，发明一种电网三相交流电在线实时相位采集装置来解决上述问题很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，本方案组成部分包括由德州仪器型号为OMAPL138的芯片组成的模块、由SkyLab公司型号为SKG09BL的GPS芯片组成的模块、由 ADI公司型号为AD7606BSTZ的AD采样芯片组成的模块、由恩智浦公司型号为 SC16C554DB的串口扩展芯片组成的模块、由SkyLab公司型号为WG209的2.4G 无线芯片组成的模块、由Quectel的EC20CE 4G芯片组成的模块、群创公司的AT070TN83并口液晶屏，所述各模块由220V交流电和12V直流备用电源一体化的电源模块提供5V直流供电。
优选的，所述德州仪器型号为OMAPL138的芯片组成的模块包括OMAPL138 芯片及外围电路；OMAPL138芯片为双核包含一个ARM7CPU核心与一个DSP核心，其中ARM7CPU核心运行linux操作系统读取GPS时标信息并从共享内存读取数据再通过网络介质传输到云服务器管理平台，DSP核心采集三相电实时电压幅值并计算出实时相位信息。
优选的，所述SkyLab公司型号为SKG09BL的GPS芯片组成的模块包括GPS 芯片及配套外接天线，外接天线采用IPEX底座与SMA转接线连接。
优选的，所述ADI公司型号为AD7606BSTZ的AD采样芯片组成的模块包括采样芯片与外围电路，AD采样芯片通过并口模式连接到OMAPL138芯片的 EMIF总线，OMAPL138芯片通过访问EMIF总线地址来读取AD采样芯片转换的采样数据。
优选的，所述SkyLab公司型号为WG209的无线采集模块包括WG209芯片和外围天线，WG209芯片连接到USB1.1HUB芯片，HUB芯片与OMAPL138USB1.1 接口连接。
优选的，所述Quectel的EC20CE 4G芯片组成的模块包括型号为EC20CE 的4G芯片和外围电路，EC20CE芯片采用MINI PCIE接口的版本通过MINI PCIE 插槽连接到USB1.1HUB芯片，HUB芯片与OMAPL138USB1.1接口连接。
优选的，所述群创公司的AT070TN83并口液晶屏直接与OMAPL138的LCD 接口连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：该电网三相交流电在线实时相位采集装置，本实用新型在网络通信方面传输介质多样且互为备份，既可以通过有线LAN传输数据、也可以通过无线WLAN和4G网络传输数据，能适配各种设备安装接入点的网络条件，同时使用DSP芯片通过采集电压值的方式计算相位，能很好的满足测量精度的要求，同时还能够进行谐波分析并对电网波动做出定量检测，同时由于把实时采集计算和传输数据分别在DSP 端和ARM分开处理，保证了相位数据采集计算的时效性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型整体方案示意图；
图2为本实用新型OMAPL138芯片的ARM核心和DSP核心之间的数据同步方式；
图3为本实用新型的OMAPL138芯片与各模块之间的接口；
图4为本实用新型中的主要逻辑流程；
图5为本实用新型中AD采集模块电路图；
图6为本实用新型中串口扩展模块的电路图；
图7为本实用新型中4G通讯模块的电路图；
图8为本实用新型中2.4G无线通讯模块的电路图；
图9为本实用新型中GPS模块的电路图；
图10为本实用新型中供电模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-10，一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，本方案组成部分包括由德州仪器型号为OMAPL138的芯片组成的模块、由SkyLab公司型号为SKG09BL的GPS芯片组成的模块、由ADI公司型号为AD7606BSTZ的AD 采样芯片组成的模块、由恩智浦公司型号为SC16C554DB的串口扩展芯片组成的模块、由SkyLab公司型号为WG209的2.4G无线芯片组成的模块、由Quectel 的EC20CE 4G芯片组成的模块、群创公司的AT070TN83并口液晶屏，所述各模块由220V交流电和12V直流备用电源一体化的电源模块提供5V直流供电。
具体的，所述德州仪器型号为OMAPL138的芯片组成的模块包括OMAPL138 芯片及外围电路；OMAPL138芯片为双核包含一个ARM7CPU核心与一个DSP核心，其中ARM7CPU核心运行linux操作系统读取GPS时标信息并从共享内存读取数据再通过网络介质传输到云服务器管理平台，DSP核心采集三相电实时电压幅值并计算出实时相位信息。
具体的，所述SkyLab公司型号为SKG09BL的GPS芯片组成的模块包括GPS 芯片及配套外接天线，外接天线采用IPEX底座与SMA转接线连接。
具体的，所述ADI公司型号为AD7606BSTZ的AD采样芯片组成的模块包括采样芯片与外围电路，AD采样芯片通过并口模式连接到OMAPL138芯片的 EMIF总线，OMAPL138芯片通过访问EMIF总线地址来读取AD采样芯片转换的采样数据。
具体的，所述SkyLab公司型号为WG209的无线采集模块包括WG209芯片和外围天线，WG209芯片连接到USB1.1HUB芯片，HUB芯片与OMAPL138USB1.1 接口连接。
具体的，所述Quectel的EC20CE 4G芯片组成的模块包括型号为EC20CE 的4G芯片和外围电路，EC20CE芯片采用MINI PCIE接口的版本通过MINI PCIE 插槽连接到USB1.1HUB芯片，HUB芯片与OMAPL138USB1.1接口连接。
具体的，所述群创公司的AT070TN83并口液晶屏直接与OMAPL138的LCD 接口连接。
本实施案例包括显示部分、供电部分、数据采集和传输部分。显示部分包括群创公司的AT070TN83并口液晶屏显示模块和相应的电阻触摸屏模块；数据采集和传输部分包括广州创龙公司生成的OMAPL138核心板模块、SkyLab 公司型号为SKG09BL的GPS芯片组成的模块、SkyLab公司型号为WG209的无线采集模块、Quectel的EC20CE 4G芯片组成的通讯模块、ADI公司型号为 AD7606BSTZ的AD采样芯片组成的数据采集模块、恩智浦公司型号为SC16C554DB的串口扩展芯片组成的RS485通讯模块；供电部分包括伟仕天成的型号为WD5-6S5的电源模块组成的5V DC-DC供电模块。
工作原理：该电网三相交流电在线实时相位采集装置，德州仪器型号为 OMAPL138的芯片组成的模块包括OMAPL138芯片及外围电路；OMAPL138芯片为双核包含一个ARM7CPU核心与一个DSP核心，其中ARM7CPU核心运行linux 操作系统读取GPS时标信息并从共享内存读取数据再通过网络介质传输到云服务器管理平台，DSP核心采集三相电实时电压幅值并计算出实时相位信息，本实用新型能准确的按照GPS秒脉冲对电网三相四线电信号的A、B、C三相相位进行实时自动监测，通过WIFI、有线网、4G三种通信方式把实时监测到的数据以秒为单位传送到云服务器后台系统。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，包括OMAPL138双核核心板模块、GPS模块对时模块、4G模块、2.4G无线网络模块、AD采样模块、RS485串口通信模块和触摸屏模块，其特征在于：所述OMAPL138双核核心板模块包括一颗ARM9CPU和一颗C6748DSP芯片，所述ARM9CPU的内部嵌入linux操作系统，所述C6748DSP芯片通过EMIF总线与AD采样模块和RS485串口模块连接，所述AD采样模块与GPS模块对时模块之间电信号连接，所述GPS模块对时模块用于采集计算的相应数据生成按秒时标对齐的电网三相交流电实时相位数据，所述OMAPL138双核核心板模块通过4G模块、2.4G无线网络模块或RS485串口通信模块与存储装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，其特征在于：所述GPS模块包括型号为SKG09BL的GPS芯片、外接天线和外围电路，GPS芯片的秒中断信号脚和ARM9芯片的GPIO引脚连接，GPS芯片的数据输出串口与ARM9芯片的UART接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，其特征在于：所述AD采样模块包括型号为AD7606BSTZ的AD采样芯片和外围电路，RS485串口模块包括型号为SC16C554DB的串口扩展芯片和外围电路，DSP芯片通过EMIF总线与AD采样模块和RS485串口模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，其特征在于：所述2.4G无线模块包括型号为WG209的2.4G无线芯片、外接天线和外围电路，4G模块包括EC20CE 4G芯片及外接天线通过USB HUB芯片与ARM9芯片的USB接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，其特征在于：所述触摸屏模块采用AT070TN83并口液晶屏与ARM9芯片LCD模块连接提供显示功能并通过QT应用程序提供查看数据和配置芯片功能。
6.根据权利要求1所述的一种电网三相交流电在线实时相位采集装置，其特征在于：所述存储装置采用SATA硬盘与ARM9的SATA接口直接连接的方式。
Priority Applications (1)
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| CN201822216029.XU CN209446674U (zh) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | 电网三相交流电在线实时相位采集装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110763943A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-07 | 中国南方电网有限责任公司 | 电流电能质量数据的获取方法、装置和计算机设备 |
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2018
- 2018-12-27 CN CN201822216029.XU patent/CN209446674U/zh active Active
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| CN110763943A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-07 | 中国南方电网有限责任公司 | 电流电能质量数据的获取方法、装置和计算机设备 |
| CN110763943B (zh) * | 2019-11-20 | 2022-09-23 | 中国南方电网有限责任公司 | 电流电能质量数据的获取方法、装置和计算机设备 |
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