CN217085112U - 一种检验分区的电能质量监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电能质量检测技术领域，尤其为一种检验分区的电能质量监测终端，包括监测终端外壳，监测终端外壳的顶壁贯通有出风口，监测终端外壳的内部位于出风口下方安装有散热风扇，监测终端外壳的底部贯通有若干进风孔，监测终端外壳的内部固定安装有第一散热装置，第一散热装置的前侧固定安装有电路板，电路板的前侧固定安装有CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片、正负稳压电路、差分放大电路、电流互感器、高阻输入电路、电压基准和电压抬升放大电路，电路板的前侧螺接有第二散热装置，本装置可有效的区分校验数据和实际运行数据，避免校验过程中产生的数据与正常运行的数据存储在一起容易影响监测对象电能质量指标评估。

Description

一种检验分区的电能质量监测终端

技术领域

本实用新型属于电能质量检测技术领域，具体涉及一种检验分区的电能质量监测终端。

背景技术

随着化石燃料枯竭和环境污染加剧，以光伏、风电等为代表的可再生能源在电网渗透率不断增加，然而可再生能源发电及并网大量中使用了大量控制和变换设备，这些设备主要以电力电子器件构成，这些设备给电网电能质量品质造成非常严重的影响，比如谐波超标等。为了检测和治理电网电能质量指标，目前主要使用电能质量监测终端进行实时监测。

实用新型内容

受环境和硬件老化等影响需要定期对电能质量装置精度进行校验，在QGDW1650.4-2020电能质量监测技术规范中规定了电能质量监测终端的检验方法。但电能质量指标高达数百类，校验时间一般在2小时以上，校验过程中产生的数据与正常运行的数据存储在一起容易影响监测对象电能质量指标评估。本实用新型提供了一种检验分区的电能质量监测终端，可有效的区分校验数据和实际运行数据，避免校验过程中产生的数据与正常运行的数据存储在一起容易影响监测对象电能质量指标评估。

本实用新型提供如下技术方案：一种检验分区的电能质量监测终端，包括监测终端外壳，所述监测终端外壳的顶壁贯通有出风口，所述监测终端外壳的内部位于出风口下方安装有散热风扇，所述监测终端外壳的底部贯通有若干进风孔，所述监测终端外壳的内部固定安装有第一散热装置，所述第一散热装置的前侧固定安装有电路板，所述电路板的前侧固定安装有CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片、正负稳压电路、差分放大电路、电流互感器、高阻输入电路、电压基准和电压抬升放大电路，所述电路板的前侧螺接有第二散热装置，所述监测终端外壳的前侧壁贯通并卡接有显示屏，所述监测终端外壳的顶部固定安装有校验指示灯，所述高阻输入电路、所述电流互感器均与差分放大电路电性连接，所述差分放大电路与所述正负稳压电路电性连接，所述差分放大电路与所述电压抬升电路电性连接，所述电压抬升放大电路与所述电压基准电性连接，所述电压抬升放大电路与所述ADC芯片电性连接，所述ADC芯片与所述FPGA芯片电性连接，所述FPGA芯片通过CPMC接口与所述CPU电性连接，所述CPU与所述FLASH存储模块、所述校验FLASH存储模块电性连接，所述CPU通过DI对所述校验指示灯进行控制。

其中，所述第一散热装置包括导热板，所述导热板的后侧一体成型有若干第一散热鳍片。

其中，所述第二散热装置包括均热板，所述均热板与所述CPU、所述FLASH存储模块、所述校验FLASH存储模块、所述FPGA芯片、所述ADC芯片接触，所述均热板的前侧固定安装有若干导热管，所述导热管的顶部固定安装有第二散热鳍片；CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片运行过程中产生的热量传输至导热板和均热板上，导热板直接将热量传导至第一散热鳍片上，均热板利用内部冷却液和毛细结构对传输到自身的热量进行初步散热，并将剩余热量传输至第二散热鳍片上。

其中，所述进风孔和所述出风口的内侧均固定安装有防尘网；防尘网用于防止灰尘进入监测终端外壳内。

其中，所述监测终端外壳的内部固定安装有电源，所述电源的后端固定安装有接线座，所述监测终端外壳的底部固定安装有防滑底座；接线座用于将本装置与电源线和检测线路连接，防滑底座在防止本装置在桌面上滑动的同时，将监测终端外壳的底部抬升离开桌面，使外部空气可通过进风孔进入监测终端外壳的内部。

其中，所述导热板和所述均热板的左右两侧均一体成型有固定支架，所述固定支架与监测终端外壳的内侧壁螺接；所述第一散热装置和第二散热装置通过固定支架与监测终端外壳固定。

其中，所述电路板上安装有温度传感器；温度传感器用于监测电路板的温度。

其中，所述进风孔为长条形孔。

本实用新型的有益效果是：本装置设置FLASH存储模块和校验FLASH存储模块，FLASH存储模块与CPU直接连接，由CPU直接写入，校验FLASH模块与CPU直接连接，也是由CPU直接写入，在本装置进行校验时，CPU通过DI控制校验指示灯常亮，以直观提醒校验人员电能质量监测终端当前的模式，同时期间产生的数据全部存储于校验FLASH存储模块中，当本装置用于实际监测时，校验指示灯熄灭，实际监测数据存储于FLASH存储模块中，有效的区分校验数据和实际运行数据，避免校验过程中产生的数据与正常运行的数据存储在一起容易影响监测对象电能质量指标评估。

本装置运行过程中，温度传感器对CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片的温度进行实时监控，CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片运行过程中产生的热量传输至导热板和均热板上，导热板直接将热量传导至第一散热鳍片上，均热板利用内部冷却液和毛细结构对传输到自身的热量进行初步散热，并将剩余热量传输至第二散热鳍片上，当温度达到一定高度时，CPU控制散热风扇运转，散热风扇从监测终端外壳底部的进风孔抽风，并将抽进的空气通过出风口排出，形成内外空气的快速循环流动，利用第一散热鳍片和第二散热鳍片与空气之间较大的接触面积，可快速将第一散热鳍片和第二散热鳍片上的热量交换至空气中，形成热风从出风口排出，达到快速对电路板上的各个芯片降温的目的，避免本装置内部芯片因温度过高造成短路、电路板烧坏等故障。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本实用新型的右视剖视结构示意图；

图2为本实用新型的后视剖视结构示意图；

图3为本实用新型右前方轴测结构示意图；

图4为本实用新型第一散热装置、电路板、第二散热装置分解结构示意图；

图5为本实用新型中监测电路连接示意图；

图中：1、监测终端外壳；2、出风口；3、散热风扇；4、进风孔；5、第一散热装置；6、电路板；7、CPU；8、FLASH存储模块；9、校验FLASH存储模块；10、FPGA芯片；11、ADC芯片；12、第二散热装置；13、显示屏；14、校验指示灯；15、导热板；16、第一散热鳍片；17、均热板；18、导热管；19、第二散热鳍片；20、防尘网；21、电源；22、接线座；23、防滑底座；24、固定支架；25、温度传感器。

具体实施方式

请参阅图1-图2，本实用新型提供以下技术方案：一种检验分区的电能质量监测终端，包括监测终端外壳1，所述监测终端外壳1的顶壁贯通有出风口2，所述监测终端外壳1的内部位于出风口2下方安装有散热风扇3，所述监测终端外壳1的底部贯通有若干进风孔4，所述监测终端外壳1的内部固定安装有第一散热装置5，所述第一散热装置5的前侧固定安装有电路板6，所述电路板6的前侧固定安装有CPU7、FLASH存储模块8、校验FLASH存储模块9、FPGA芯片10、ADC芯片11、正负稳压电路、差分放大电路、电流互感器、高阻输入电路、电压基准和电压抬升放大电路，所述电路板6的前侧螺接有第二散热装置12，所述监测终端外壳1的前侧壁贯通并卡接有显示屏13，所述监测终端外壳1的顶部固定安装有校验指示灯14，所述高阻输入电路、所述电流互感器均与差分放大电路电性连接，所述差分放大电路与所述正负稳压电路电性连接，所述差分放大电路与所述电压抬升电路电性连接，所述电压抬升放大电路与所述电压基准电性连接，所述电压抬升放大电路与所述ADC芯片11电性连接，所述ADC芯片11与所述FPGA芯片10电性连接，所述FPGA芯片10通过CPMC接口与所述CPU7电性连接，所述CPU7与所述FLASH存储模块8、所述校验FLASH存储模块9电性连接，所述CPU7通过DI对所述校验指示灯14进行控制。

所述第一散热装置5包括导热板15，所述导热板15的后侧一体成型有若干第一散热鳍片16。

所述第二散热装置12包括均热板17，所述均热板17与所述CPU7、所述FLASH存储模块8、所述校验FLASH存储模块9、所述FPGA芯片10、所述ADC芯片11接触，所述均热板17的前侧固定安装有若干导热管18，所述导热管18的顶部固定安装有第二散热鳍片19；CPU7、FLASH存储模块8、校验FLASH存储模块9、FPGA芯片10、ADC芯片11运行过程中产生的热量传输至导热板15和均热板17上，导热板15直接将热量传导至第一散热鳍片16上，均热板17利用内部冷却液和毛细结构对传输到自身的热量进行初步散热，并将剩余热量传输至第二散热鳍片19上。

所述进风孔4和所述出风口2的内侧均固定安装有防尘网20；防尘网20用于防止灰尘进入监测终端外壳1内。

所述监测终端外壳1的内部固定安装有电源21，所述电源21的后端固定安装有接线座22，所述监测终端外壳1的底部固定安装有防滑底座23；接线座22用于将本装置与电源线和检测线路连接，防滑底座23在防止本装置在桌面上滑动的同时，将监测终端外壳1的底部抬升离开桌面，使外部空气可通过进风孔4进入监测终端外壳1的内部。

所述导热板15和所述均热板17的左右两侧均一体成型有固定支架24，所述固定支架24与监测终端外壳1的内侧壁螺接；所述第一散热装置5和第二散热装置12通过固定支架24与监测终端外壳1固定。

所述电路板6上安装有温度传感器25；温度传感器25用于监测电路板的温度。

所述进风孔4为长条形孔。

本实施例中：ADC芯片采用ADS7046型号；

FPGA芯片采用GW2AR18型号；

CPU采用DRA624型号；

正负稳压电路采用TPS62160或LM337I型号；

本实用新型的工作原理及使用流程：监测对象的4路电压信号经高阻输入电路电阻采样，4路电流信号经过电流互感器采样后通过差分放大电路运放处理得到8路采样信号，然后经过电压抬升放大电路，再通过ADC芯片11采样后以SPI的形式传输到FPGA芯片10，CPU7和FPGA10芯片之间通过GPMC接口通信连接，FPGA芯片10内部对8路输入信号进行数据缓冲、小波变换行波波头识别等处理，最后得到的结果由CPU7写入存储模块，为了有效区分校验数据和实际运行数据，设置FLASH存储模块8和校验FLASH存储模块9，FLASH存储模块8与CPU7直接连接，由CPU7直接写入，校验FLASH模块9与CPU7直接连接，也是由CPU7直接写入，在本装置进行校验时，CPU7通过DI控制校验指示灯14常亮，以直观提醒校验人员电能质量监测终端当前的模式，同时期间产生的数据全部存储于校验FLASH存储模块9中，当本装置用于实际监测时，校验指示灯14熄灭，实际监测数据存储于FLASH存储模块9中，显示屏13用于显示监测数据和校验数据，本装置运行过程中，温度传感器25对CPU7、FLASH存储模块8、校验FLASH存储模块9、FPGA芯片10、ADC芯片11的温度进行实时监控，CPU7、FLASH存储模块8、校验FLASH存储模块9、FPGA芯片10、ADC芯片11运行过程中产生的热量传输至导热板15和均热板17上，导热板15直接将热量传导至第一散热鳍片16上，均热板17利用内部冷却液和毛细结构对传输到自身的热量进行初步散热，并将剩余热量传输至第二散热鳍片19上，当温度达到一定高度时，CPU7控制散热风扇3运转，散热风扇3从监测终端外壳底部的进风孔4抽风，并将抽进的空气通过出风口2排出，形成内外空气的快速循环流动，利用第一散热鳍片16和第二散热鳍片19与空气之间较大的接触面积，可快速将第一散热鳍片16和第二散热鳍片19上的热量交换至空气中，形成热风从出风口2排出，达到快速对电路板6上的各个芯片降温的目的，避免本装置内部芯片因温度过高造成短路、电路板烧坏等故障。

Claims (8)

1.一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：包括监测终端外壳，所述监测终端外壳的顶壁贯通有出风口，所述监测终端外壳的内部位于出风口下方安装有散热风扇，所述监测终端外壳的底部贯通有若干进风孔，所述监测终端外壳的内部固定安装有第一散热装置，所述第一散热装置的前侧固定安装有电路板，所述电路板的前侧固定安装有CPU、FLASH存储模块、校验FLASH存储模块、FPGA芯片、ADC芯片、正负稳压电路、差分放大电路、电流互感器、高阻输入电路、电压基准和电压抬升放大电路，所述电路板的前侧螺接有第二散热装置，所述监测终端外壳的前侧壁贯通并卡接有显示屏，所述监测终端外壳的顶部固定安装有校验指示灯，所述高阻输入电路、所述电流互感器均与差分放大电路电性连接，所述差分放大电路与所述正负稳压电路电性连接，所述差分放大电路与所述电压抬升电路电性连接，所述电压抬升放大电路与所述电压基准电性连接，所述电压抬升放大电路与所述ADC芯片电性连接，所述ADC芯片与所述FPGA芯片电性连接，所述FPGA芯片通过CPMC接口与所述CPU电性连接，所述CPU与所述FLASH存储模块、所述校验FLASH存储模块电性连接，所述CPU通过DI对所述校验指示灯进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述第一散热装置包括导热板，所述导热板的后侧一体成型有若干第一散热鳍片。

3.根据权利要求2所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述第二散热装置包括均热板，所述均热板与所述CPU、所述FLASH存储模块、所述校验FLASH存储模块、所述FPGA芯片、所述ADC芯片接触，所述均热板的前侧固定安装有若干导热管，所述导热管的顶部固定安装有第二散热鳍片。

4.根据权利要求1所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述进风孔和所述出风口的内侧均固定安装有防尘网。

5.根据权利要求1所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述监测终端外壳的内部固定安装有电源，所述电源的后端固定安装有接线座，所述监测终端外壳的底部固定安装有防滑底座。

6.根据权利要求3所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述导热板和所述均热板的左右两侧均一体成型有固定支架，所述固定支架与监测终端外壳的内侧壁螺接。

7.根据权利要求1所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述显示屏的内部安装有光线传感器和补光灯。

8.根据权利要求1所述的一种检验分区的电能质量监测终端，其特征在于：所述进风孔为长条形孔。

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