CN213149201U - 双路电源实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了种双路电源实时监测装置，其特征在于，包括双路采集器、采集板、控制主板；其中，所述双路采集器连通外部输入的两路交流电；外部输入的两路交流电通过所述双路采集器获取相电压和相电流；所述双路采集器输出端连接采集板，所述采集板将所述相电压和相电流进行转换，得到采集数据，其中所述采集数据包括电流电压波形、电流电压有效值、频率和相角；所述采集板的输出端与所述控制主板连接，所述控制主板根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断所述外部输入的两路交流电是否产生故障；当产生故障时，所述控制主板根据所述频率和相角确定发生故障的相位。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路故障监测技术领域，特别涉及一种双路电源实时监测装置。
背景技术
目前，在现有技术的电源电路监测技术领域，一般检测的电路都属于单路电源。而同时监测两路电源或者监测多路电源虽然在现有技术中也提出过，但是在故障判断，响应时间等方面具有偏差。无法快速测定是否发生故障，并且在发生故障之后也无法快速进行报警
实用新型内容
本实用新型提供双路电源实时监测装置，用以解决双电路电源的实时监测，以及现有的监测技术监测效果较差的情况。
一种双路电源实时监测装置，其特征在于，包括双路采集器、采集板、控制主板；其中，
所述双路采集器、采集板、控制主板均设置于机箱内部；
所述双路采集器与外部输入的两路交流电电连接，并采集相电压和相电流；
所述双路采集器输出端连接采集板，所述采集板将所述相电压和相电流进行转换，得到采集数据，其中所述采集数据包括电流电压波形、电流电压有效值、频率和相角；
所述采集板的输出端与所述控制主板连接，所述控制主板根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断所述外部输入的两路交流电是否产生故障；当产生故障时，所述控制主板根据所述频率和相角确定发生故障的相位。
作为本实用新型的一种实施例：所述双路采集器包括两组电流互感器和两组电压互感器，所述两组电流互感器和两组电压互感器分别与所述外部输入的两路交流电连接，得到6个相电压和6个相电流。
作为本实用新型的一种实施例：所述采集板包括采样单元，所述采样单元包括信号调理电路，所述相电压和相电流分别输入所述信号调理电路，得到电流波形和电压波形，并根据所述电流波形和电压波形获取所述电流电压有效值、频率和相角；其中，
所述信号调理电路为多个，所述多个信号调理电路的输入端分别连接所述外部输入的两路交流电的其中一相。
作为本实用新型的一种实施例：所述信号调理电路包括：滑动电阻、第二电阻、第三电阻，第四电阻，铂电阻，第一电容，第二电容，比较器、二极管和A/D转换器；其中，
输入电流进入所述滑动电阻的输入端，所述滑动电阻的滑片端通过第二电阻与所述比较器的正极输入端电连接；
所述第二电阻还与第一电容正极电连接，所述第一电容负极分别与所述二电容和A/D转换器电连接；
所述输入电流还通过所述第三电阻进入所述比较器的负极输入端；
所述比较器的第三输出端与所述铂电阻电连接，所述铂电阻的输出端与所述CPU电连接；
所述比较器的第一输出端通过第四电阻与所述A/D转换器电连接；
所述A/D转换器还与所述二极管的正极电连接，所述A/D转换器的输入端与所述二极管的负极电连接。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还连接有显示器，所述显示器与所述控制主板上设置的CPU和时钟芯片连接；其中，
所述时钟芯片用于将所述控制主板内的采集数据进行时间标记；
所述显示器可以根据用户的输入指令和所述采集数据的时间标记对采集的历史数据调阅和对所述相电压和相电流进行实时监控；
所述显示器为具有触控功能的触控屏或触控显示板。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还连接有存储器，其中，
所述存储器包括多个存储单元，所述多个存储单元分别与所述采集板连接，所述多个存储单元中每一个存储单元只能存储一相相电流或相电压。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板设置有RS485端口；
所述RS485端口用于连接外部控制终端；其中，
所述外部控制终端为人机交互设备。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还通过所述RS485 端口构建远程控制网络，包括以下步骤：
通过所述外部控制终端建立局域组网，并设定每一台监测装置为一个工作站，并对所述工作站进行主题标记；
根据所述主题标记在所述工作站内添加远程控制程序；
根据所述远程控制程序设定所述工作站的识别账号和识别密码；
根据所述识别账号和识别密码，建立外部控制终端与所述工作台的唯一连接通路；
根据所述唯一连接通路，在所述外部控制终端上构建所述工作台的控制窗口，组成所述远程控制网络。
作为本实用新型的一种是实施例：所述控制主板还连接有故障报警装置，所述故障报警装置由报警器和阈值芯片组成所述阈值芯片连接所述控制主板；其中，
所述报警器包括蜂鸣器和声光报警器其中一种；
所述阈值芯片还连接所述采集板，所述阈值芯片根据所述采集板的采集数据与预设的阈值判断所述外部输入的两路交流电是否发生故障，当发生故障时，通过所述报警器报警。
作为本实用新型的一种是实施例：所述报警装置预设的阈值包括：电压有效值的报警上限和下限、失真度的报警上限、峰峰值的报警上限和两路相间压差阈值。
作为本实用新型的一种是实施例：所述控制主板根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断所述外部输入的两路交流电是否产生故障，包括以下步骤：
通过采集板获取输入电源的周期T，计算在一个周期内各相
输出电压电流的有效值：
电压有效值为：
电流有效值为：
其中：u为瞬时电压，i为瞬时电流；UY表示第Y个相位的有效电压；IY表示第Y个相位的有效电流；t表示时刻；
获取输入电源多个相位的低频周期E，计算在一个周期内各相输出电压电流的阈值：
电压阈值为：
电流阈值为：
其中，所述r表示相位；
将所述电流电压的有效值和所述电流电压的阈值进行比较，判断是发生故障的几率P：
其中，PDY表示电压发生故事概率；PDL表示电流发生故障的故事概率，当所述PDY或所述PDL其中一个大于1，代表发生故障。
本实用新型的有益效果在于：(1)实现两路交流输入电源相电压、相电流的实时采集，同时实时分析判断输入电压的异常.(2)实时显示输入各相电压电流波形、电压电流有效值、频率及相角.(3)实现对历史数据的调阅，显示历史数据的电压波形、谐波分析等。(4)通过RS485实现数据实时上传上位机，实现电压、电流、相角、频率和失真度数据的上传；也可通过铁路信号专用网络通道，实现远程访问各个监测装置，了解现场电网运行情况；(5)可以使用U盘实现数据的转存，转存数据可在其它计算机上通过专用软件进行波形数据分析；同时电压波形、分析数据等可以打印输出；(6)电网指标超出预定值时，能够及时报警，各相报警信息记录数量为500条；(7)本装置可单独使用，也可通过铁路信号通信专网组成局域网络方便远程访问，方便灵活。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型实施例中的组成结构图；
图2为本实用新型实施例中的组成部件示意图；
图3为本实用新型实施例中的信号调理电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种双路电源实时监测装置，如附图1和2所示包括双路采集器、采集板、控制主板；其中，所述双路采集器连通外部输入的两路交流电；
外部输入的两路交流电通过所述双路采集器获取相电压和相电流；
所述双路采集器输出端连接采集板，所述采集板将所述相电压和相电流进行转换，得到采集数据，其中所述采集数据包括电流电压波形、电流电压有效值、频率和相角；
所述采集板的输出端与所述控制主板连接，所述控制主板根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断所述外部输入的两路交流电是否产生故障；当产生故障时，所述控制主板根据所述频率和相角确定发生故障的相位。
本实用新型的原理在于：本装置是基于X86平台和LABVIEW软件开发的，硬件部分主要由采集板、主板、显示器和互感器等组成。该装置主要的特点就是采集速度快、海量数据存储、实时显示输入电压、电流波形，对输入电压实时谐波分析。本装置可为现场输入电网质量的改善提供测试依据，进而提高信号电源的工作稳定性；另外，在发生由外电网质量不符合标准而引起的信号设备故障时，可以通过分析该监测数据，为判断故障原因提供准确证据。
本实用新型的有益效果在于：(1)实现两路交流输入电源相电压、相电流的实时采集，同时实时分析判断输入电压的异常.(2)实时显示输入各相电压电流波形、电压电流有效值、频率及相角.(3)实现对历史数据的调阅，显示历史数据的电压波形、谐波分析等。(4)通过RS485实现数据实时上传上位机，实现电压、电流、相角、频率和失真度数据的上传；也可通过铁路信号专用网络通道，实现远程访问各个监测装置，了解现场电网运行情况；(5)可以使用U盘实现数据的转存，转存数据可在其它计算机上通过专用软件进行波形数据分析；同时电压波形、分析数据等可以打印输出；(6)电网指标超出预定值时，能够及时报警，各相报警信息记录数量为500条；(7)本装置可单独使用，也可通过铁路信号通信专网组成局域网络方便远程访问，方便灵活。
作为本实用新型的一种实施例：所述双路采集器包括两组电流互感器和两组电压互感器，所述两组电流互感器和两组电压互感器分别与所述外部输入的两路交流电连接，得到6个相电压和6个相电流。
本实用新型的原理在于：外接的监测电源有两路三相输入交流电压，共6个相电压；两路三相输入交流电流，共6个相电流。
作为本实用新型的一种实施例：所述采集板包括采样单元，所述采样单元包括信号调理电路，所述相电压和相电流分别输入所述信号调理电路，得到电流波形和电压波形，并根据所述电流波形和电压波形获取所述电流电压有效值、频率和相角；其中，
所述信号调理电路为多个，所述多个信号调理电路的输入端分别连接所述外部输入的两路交流电的其中一相。
作为本实用新型的一种实施例：如附图3所示，所述信号调理电路包括，滑动电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第四电阻R4，铂电阻RB，第一电容C1，第二电容C2，比较器T、二极管D和A/D 转换器；其中，
输入电流进入所述滑动电阻R1的输入端，所述滑动电阻R1的滑片端通过第二电阻R2与所述比较器T的正极输入端电连接；所述滑动电阻R1用于降压，所述第二电阻R2用于稳压；
所述第二电阻R2还与第一电容C1正极电连接，所述第一电容 C1负极分别与所述二电容C2和A/D转换器电连接；通过所述第二电阻R2后的电流都通过第一电容C1滤波。
所述输入电流还通过所述第三电阻R3进入所述比较器T的负极输入端；正极输入端和负极输入端的电流通过比较，输出稳定的电压电流值。
所述比较器T的第三输出端与所述铂电阻RB电连接，所述铂电阻RB的输出端与所述CPU电连接；铂电阻RB是为了检测信号调理电路是否发生故障，而向CPU输出故障信号。
所述比较器T的第一输出端通过第四电阻R与所述A/D转换器电连接；用于将稳定的电流信号转化为数字信号，便于数据化处理。
所述A/D转换器还与所述二极管D的正极电连接，所述A/D转换器的输入端与所述二极管D的负极电连接。防止A/D转换器的输入电流进入CPU，同时将经过铂电阻的电流导入A/D转换器，进行数据化转化。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还连接有显示器，所述显示器与所述控制主板上设置的CPU和时钟芯片连接；其中，
所述时钟芯片用于将所述控制主板内的采集数据进行时间标记；
所述显示器可以根据用户的输入指令和所述采集数据的时间标记对采集的历史数据调阅和对所述相电压和相电流进行实时监控；
所述显示器为具有触控功能的触控屏或触控显示板。
在一个实施例中：实时波形
点击“波形显示”选项，可以查看当前实时输入的两路三相电压和电流的波形信息，可以详细了解当前输入电网和负载的适用情况。
实时数据信息
点击“实时测量值”选项，查看当前输入电网的电压、电流、频率、相位差、失真度和两路相间压差的数据信息。
谐波分析
点击“谐波分析”选项，查看当前两路输入各相电压的各次谐波含量，实时了解现场电网供电情况。
故障信息
点击“各相报警”选项，查看各相历史报警情况，报警条件包括电压失真度、电压有效值、峰峰值。可查看故障时的波形信息，故障信息保存在“D:\告警信息”下。
查看历史实时数据
点击“波形显示”选项卡，点击“查看数据”按键，选择“手动目录查询”，实时数据都保存在“E：\数据采集”目录下，通过点击查看某一相的某个时间的波形数据进行调阅分析显示。浏览完毕后关闭窗口按钮即可退出。
报警阈值设定
点击“波形显示”选项卡，输入“管理密码”，界面上出现“报警阈值”选项，进入后可对关心的参数进行设定，保存后生效。报警阈值包含电压有效值的报警上限和下限、失真度的报警上限、峰峰值的报警上限和两路相间压差阈值，当前输入信息超出报警阈值时对外声光报警。
校正设置
点击“波形显示”选项卡，输入“校正密码”，可进行通道参数校正，保证采样数据的精度，包含两路六相电压、六相电流和频率。
通讯设定
点击“波形显示”选项卡，输入“管理密码”，界面上出现“系统管理”，设定通讯波特率、串口号等，保存后生效；
存储方式
点击“波形显示”选项卡，输入“管理密码”，界面上出现“系统管理”，可以选择保存方式：
(1)不保存--实时数据不保存，只进行数据采集、分析和显示；
(2)自动保存—实时数据自动保存，数据保存十天，十天后，采取先入先出原则、自动覆盖最早时间存储的数据；
(3)手动保存-可以选择保存时长，可选择保存30、60、120、 240分钟，当时间到时则停止保存波形数据。
屏蔽报警声音：可以点击“波形显示”选项卡中的“报警消音”键，可以实现报警声音屏蔽，点击“报警开启”可实现报警声音启动。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还连接有存储器，其中，
所述存储器包括多个存储单元，所述多个存储单元分别与所述采集板连接，所述多个存储单元中每一个存储单元只能存储一相相电流或相电压。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板设置有RS485端口；
所述RS485端口用于连接外部控制终端；其中，
所述外部控制终端为人机交互设备。
作为本实用新型的一种实施例：所述控制主板还通过所述RS485 端口构建远程控制网络，包括以下步骤：
通过所述外部控制终端建立局域组网，并设定每一台监测装置为一个工作站，并对所述工作站进行主题标记；
根据所述主题标记在所述工作站内添加远程控制程序；
根据所述远程控制程序设定所述工作站的识别账号和识别密码；
根据所述识别账号和识别密码，建立外部控制终端与所述工作台的唯一连接通路；
根据所述唯一连接通路，在所述外部控制终端上构建所述工作台的控制窗口，组成所述远程控制网络。
作为本实用新型的一种是实施例：所述控制主板还连接有故障报警装置，所述故障报警装置由报警器和阈值芯片组成所述阈值芯片连接所述控制主板；其中，
所述报警器包括蜂鸣器和声光报警器其中一种；
所述阈值芯片还连接所述采集板，所述阈值芯片根据所述采集板的采集数据与预设的阈值判断所述外部输入的两路交流电是否发生故障，当发生故障时，通过所述报警器报警。
作为本实用新型的一种是实施例：所述控制主板根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断所述外部输入的两路交流电是否产生故障，包括以下步骤：
通过采集板获取输入电源的周期T，计算在一个周期内各相
输出电压电流的有效值：
电压有效值为：
电流有效值为：
其中：u为瞬时电压，i为瞬时电流；UY表示第Y个相位的有效电压；IY表示第Y个相位的有效电流；t表示时刻；
获取输入电源多个相位的低频周期E，计算在一个周期内各相输出电压电流的阈值：
电压阈值为：
电流阈值为：
其中，所述r表示相位；
将所述电流电压的有效值和所述电流电压的阈值进行比较，判断是发生故障的几率P：
其中，PDY表示电压发生故事概率；PDL表示电流发生故障的故事概率，当所述PDY或所述PDL其中一个大于1，代表发生故障。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种双路电源实时监测装置，其特征在于，包括双路采集器、采集板、控制主板；其中，
所述双路采集器、采集板、控制主板均设置于机箱内部；
所述双路采集器与外部输入的两路交流电电连接，并采集相电压和相电流；
所述双路采集器输出端与采集板输入端电连接，所述采集板用于将所述相电压和相电流进行转换，得到采集数据，其中，所述采集数据包括电流电压波形、电流电压有效值、频率和相角；
所述采集板的输出端与控制主板输入端电连接，所述控制主板用于根据所述电流电压波形和电流电压有效值判断外部输入的两路交流电是否产生故障；当产生故障时，所述控制主板根据所述频率和相角确定发生故障的相位。
2.根据权利要求1所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述双路采集器包括两组电流互感器和两组电压互感器，所述两组电流互感器和两组电压互感器分别与所述外部输入的两路交流电连接，得到6个相电压和6个相电流。
3.根据权利要求1所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述采集板包括采样单元，所述采样单元包括信号调理电路，所述相电压和相电流分别连接所述信号调理电路，得到电流波形和电压波形，并根据所述电流波形和电压波形获取所述电流电压有效值、频率和相角；其中，
所述信号调理电路为多个，所述多个信号调理电路的输入端分别连接所述外部输入的两路交流电的其中一相。
4.根据权利要求3所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述信号调理电路包括：滑动电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)，第四电阻(R4)，铂电阻(RB)，第一电容(C1)，第二电容(C2)，比较器(T)、二极管(D)和A/D转换器；其中，
输入电流进入所述滑动电阻(R1)的输入端，所述滑动电阻(R1)的滑片端通过第二电阻(R2)与所述比较器(T)的正极输入端电连接；
所述第二电阻(R2)还与第一电容(C1)正极电连接，所述第一电容(C1)负极分别与所述二电容(C2)和A/D转换器电连接；
所述输入电流还通过所述第三电阻(R3)进入所述比较器(T)的负极输入端；
所述比较器(T)的第三输出端与所述铂电阻(RB)电连接，所述铂电阻(RB)的输出端与CPU电连接；
所述比较器(T)的第一输出端通过第四电阻(R4)与所述A/D转换器电连接；
所述A/D转换器还与所述二极管(D)的正极电连接，所述A/D转换器的输入端与所述二极管(D)的负极电连接。
5.根据权利要求1所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述控制主板通过排线连接显示器，所述显示器与所述控制主板上设置有CPU和时钟芯片连接；其中，
所述时钟芯片用于将所述控制主板内的采集数据进行时间标记；
所述采集数据的采集周期是0.15ms；
所述显示器可以根据用户的输入指令和所述采集数据的时间标记对采集的历史数据调阅和对所述相电压和相电流进行实时监控；
所述显示器为具有触控功能的触控屏或触控显示板。
6.根据权利要求1所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述控制主板还与存储器电连接，其中，
所述存储器包括多个存储单元，所述多个存储单元分别与所述采集板连接，所述多个存储单元中每一个存储单元只能存储一相相电流或相电压。
7.根据权利要求1所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述控制主板设置有RS485端口；
所述RS485端口用于连接外部控制终端；其中，
所述外部控制终端为人机交互设备；
所述人机交互设备用于接收交流发生故障时的故障信号，当发生故障时，所述人机交互设备控制预设的报警装置报警。
8.根据权利要求7所述的一种双路电源实时监测装置，其特征在于，所述报警装置预设有阈值，所述阈值包括：电压有效值的报警上限和下限、失真度的报警上限、峰峰值的报警上限和两路相间压差阈值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021432373.3U CN213149201U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 双路电源实时监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021432373.3U CN213149201U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 双路电源实时监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213149201U true CN213149201U (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=75731985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021432373.3U Active CN213149201U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 双路电源实时监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213149201U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113364133A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 江苏保丽洁环境科技股份有限公司 | 监控高压电源的系统及具有其的油烟净化器 |
-
2020
- 2020-07-20 CN CN202021432373.3U patent/CN213149201U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113364133A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 江苏保丽洁环境科技股份有限公司 | 监控高压电源的系统及具有其的油烟净化器 |
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