TWM538274U - 電力品質監控系統 - Google Patents

Description

電力品質監控系統

本新型是有關於一種監控系統，特別是指一種電力品質監控系統。

參閱圖1，現有的電力量測儀4用以偵測一機台5的電力信號，並將所偵測到的該電力信號之電壓值及電流值等數據儲存，且顯示該電力信號的電壓值及電流值等數據。該電力量測儀4具有以下之缺點：

1.花費過多的人力資源：由於現有的電力量測儀4一次僅能偵測一台機台5的電力信號，因此，若要知道一個工廠的所有機台5之狀況，得逐一偵測，因次需花費較多的人力於逐一偵測，導致使用上較不便利。

2.無法自動化分析資料：由於現有的電力量測儀4僅能偵測電力信號，並顯示該電力信號所包含的電壓值或是電流值等數據，而無法主動地針對該電力信號做更進一步地分析，倘若監控人員欲得到更進一步地分析資料須先使用USB隨身碟7(Universal Serial Bus flash drive)或是記憶卡等其他的儲存器電連接該電力量測儀4以擷取該電力信號，再將儲存該電力信號的該等數據的USB隨身碟7插置於一電腦6進行分析運算，以致監控人員會花費過多的時間於存取電力信號之動作，且監控人員若要量測一台機台5就要隨身攜帶該USB隨身碟7和該電腦6以方便隨時能藉由該USB隨身碟7存取該電力信號至該電腦6分析運算。

3.無法分析雜訊：現有的電力量測儀4並沒有偵測雜訊之功能，以致當機台5受雜訊干擾時，仍無法妥善處理，導致機台5性能不穩定。

4.無法有即時的異常警告：如缺點2所述的由於現有的電力量測儀4僅能偵測並顯示該電力信號而無法更進一步地分析，因此，當其偵測到的電壓值或是電流值有異常時，該電力量測儀4無法即時發出警告信號知會監控人員做即時處理，以致當機台5發生異常時，得等到監控人員針對該機台5進行偵錯才能發現到問題，以致影響機台5產能。

因此，本新型之目的，即在提供一種使用便利又能主動分析資料的電力品質監控系統。

於是，本新型電力品質監控系統，電連接一個配電盤，且該配電盤電連接多個機台以匯集該多個機台的電力，該電力品質監控系統包含一偵測站，及一監控主站。

該偵測站偵測該配電盤以產生一指示該多個機台的一電力總合的偵測資料，並根據一通訊協定傳送該偵測資料。

該監控主站，根據該通訊協定接收來自該偵測站的該偵測資料，並用來對該偵測資料於一頻譜進行數據分析。

本發明之功效在於，該偵測站能一次偵測多個機台，且該偵測站能主動傳送偵測資料至該監控主站，以供該監控主站能根據所接收到的偵測資料進行數據分析，以使一監控人員能直接藉由該監控主站了解該配電盤所電連接的該等機台之狀態，而方便該監控人員作業，且節省作業時間。

1‧‧‧配電盤

11‧‧‧機台

12‧‧‧機台供電斷路器

13‧‧‧全區供電斷路器

14‧‧‧欲偵測機台

2‧‧‧偵測站

21‧‧‧偵測器

22‧‧‧傳輸單元

23‧‧‧轉換器

24‧‧‧通訊器

25‧‧‧雷擊保護器

26‧‧‧電路保護器

3‧‧‧監控主站

31‧‧‧通訊器

32‧‧‧電力分析單元

33‧‧‧輸入輸出單元

2a‧‧‧第一區偵測站

2b‧‧‧第二區偵測站

34‧‧‧處理器

35‧‧‧異常警告器

36‧‧‧顯示器

37‧‧‧輸入裝置

4‧‧‧電力量測儀

5‧‧‧機台

6‧‧‧電腦

7‧‧‧隨身碟

8‧‧‧機台偵測站

81‧‧‧偵測器

82‧‧‧傳輸單元

83‧‧‧通訊器

84‧‧‧雷擊保護器

85‧‧‧電路保護器

86‧‧‧轉換器

1a‧‧‧第一區配電盤

1b‧‧‧第二區配電盤

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明習知的電力品質監控系統的一實施例；圖2是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的一第一實施例； 圖3是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第一實施例包含多個偵測站；圖4是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第一實施例之另一態樣；圖5是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的一第二實施例；圖6是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的一第三實施例；圖7是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的一配電盤之態樣；圖8是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的一第四實施例；圖9是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第四實施之機台監測站的第一態樣；圖10是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第四實施之機台監測站的第二態樣；圖11是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第四實施之機台監測站的第三態樣；及圖12是一示意圖，說明本新型電力品質監控系統的該第四實施之機台監測站的第四態樣。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本新型電力品質監控系統的一第一實施例電連接至少一個配電盤1，且該配電盤1電連接一工廠的多個區域之其中一區域的多個機台11以匯集該多個機台11的電力，該電力品質監控系統包含至少一個偵測站2，及一監控主站3。

該偵測站2偵測該配電盤1的全區供電斷路器13以產生一指示該多個機台11的一電力總合的偵測資料，並根據一通訊協定傳送該偵測資料，其中，該電力總合相關於一電壓值及一電流值，該偵測站2包括一偵測器21，及一傳輸單元22。

該偵測器21偵測該配電盤1以產生指示該多個機台11的該電力總合的該偵測資料。

該傳輸單元22電連接該偵測器21以接收該偵測資料並根據該通訊協定傳送該偵測資料，該傳輸單元22包括一轉換器23，及一通訊器24。

該轉換器23電連接該偵測器21以接收該偵測資料，並將該偵測資料自類比形式轉換成數位形式的偵測資料。

該通訊器24電連接該轉換器23以接收數位形式的該偵測資料，並根據該通訊協定傳送該偵測資料。

該監控主站3根據該通訊協定接收來自該偵測站2的該偵測資料，並用來對該偵測資料於一頻譜進行數據分析，並包括一通訊器31、一電力分析單元32，及一輸入輸出單元33。

該通訊器31根據該通訊協定接收來自該偵測站2的該偵測資料。

該電力分析單元32電連接該通訊器31以接收該偵測資料，並儲存該電流值及該電壓值，且根據該電壓值和該電流值進行傅立葉分析產生一分析資料，並根據一指令輸出該分析資料，該電力分析單元32包括一處理器34，及一異常警告器35。

該處理器34電連接於該通訊器31和該輸入輸出單元33之間，以接收並儲存該偵測資料的該電流值和該電壓值，並根據該電壓值和該電流值進行傅立葉分析產生並儲存該分析資料。

該異常警告器35電連接於該處理器34和該輸入輸出單元33之間以接收來自該處理器34的該分析資料，且根據該電壓值、該電流值和該雜訊值分別與一電壓預設區間、一電流預設區間和一正常值比較判斷以產生並輸出一警告信號，其中，該警告信號包括一電壓異常警告、一電流異常警告，及一雜訊異常警告。

當該電壓值大於或小於該電壓預設區間，則該異常警告器35產生該電壓異常警告；當該電流值大於或小於該電流預設區間，則該異常警告器35產生該電流異常警告；而當該雜訊值大於一正常值，該異常警告器35產生該雜訊異常警告。

該輸入輸出單元33電連接該電力分析單元32以接收並顯示該分析資料和該警告信號，該輸入輸出單元33包括一顯示器36，及一輸入裝置37。

該顯示器36電連接該處理器34和該異常警告器35，以接收並顯示該分析資料和該警告信號。

該輸入裝置37電連接該處理器34，以產生一指令，該輸入裝置37包括一鍵盤，及一滑鼠等等。

為清楚說明，在此針對該第一實施例加以說明，該偵測站2的該偵測器21每隔一固定時間偵測該配電盤1以產生該偵測資料，並藉由該傳輸單元22的該轉換器23將該偵測資料自類比形式轉換成數位形式，再藉由該傳輸單元22的該通訊器24接收並傳送該偵測資料至該監控主站3，該監控主站3的該通訊器31接收該偵測資料並傳送至該處理器34以供其接收並儲存該偵測資料，該處理器34根據該電壓值和該電流值進行傅立葉分析產生一諧波資訊，該諧波資訊記錄不同頻率所對應的能量(DBuV)，再根據該諧波資訊分析出一雜訊值，該處理器34再根據該電壓值和該電流值分 別計算出一電壓總諧波失真值(THVD)及一電流總諧波失真值(THID)，甚至，該處理器34還可以根據該電流值分析出該配電盤1電連接的該等機台11之機台狀況是否有異常，其中，該諧波資訊、該雜訊值、該電壓總諧波失真值和該電流總諧波失真值共同組成該分析資料。

該處理器34每產生一筆分析資料，就將該分析資料和該偵測資料輸出至該異常警告器35，以供該異常警告器35進行比較並判斷是否產生並輸出該警告信號。

舉例來說，定義該異常警告器35所儲存的該電壓預設區間為0伏特至100伏特，當該異常警告器35接收到的該偵測信號的該電壓值之大小為80伏特時，該異常警告器35則判斷該偵測信號的該電壓值是位於該電壓預設區間之內，即不產生該電壓異常警告；而當該異常警告器35接收到的該偵測信號的該電壓值之大小為110伏特時，該異常警告器35則判斷該偵測信號的該電壓值大於該電壓預設區間，則產生並輸出該電壓異常警告，該顯示器36接收並顯示該電壓異常警告以警示一監控人員，該監控人員即可根據該電壓異常警告確認其所偵測到的那一區域的該等機台11之狀況，更進一步地進行除錯修復之動作。

而當該處理器34接收來自該輸入裝置37的指示輸出某一筆分析資料或是某一筆偵測資料時，該處理器34即輸出該筆分析 資料或是該筆偵測資料至該顯示器36，並藉由該顯示器36顯示，使得該監控人員能直接藉由該監控主站3了解該工廠的該其中一區域的該等機台11之狀態，而方便該監控人員作業，且節省作業時間。

同樣地，該第一實施例的偵測站2亦可有多個偵測站2，如圖3所示的以第一區偵測站2a和第二區偵測站2b來表示，其作動亦如同上述的一個偵測站2之作動，不同之處在於，該監控主站3的該通訊器31會接收該第一區偵測站2a的通訊器24和該第二區偵測站2b的通訊器24各別輸出的偵測資料，如此一來，該監控人員即能藉由該監控主站3了解該工廠的每一區域的該等機台11之狀態，更能妥善的掌控該工廠之狀況。

另外，參閱圖4，需值得注意的是，本第一實施例的該偵測站2還有另一態樣，該另一態樣即為該偵測站2的該傳輸單元22也可以不包括該轉換器23，亦即該傳輸單元22的該通訊器24直接接收並輸出來自該偵測器21的呈類比形式的該偵測資料以供該監控主站3的通訊器31接收，後續之作動同該第一實施例，在此不再贅述。

參閱圖5，本新型電力品質監控系統的一第二實施例類似於該第一實施例，不同之處在於：該偵測站2還包括一雷擊保護器25，該雷擊保護器25電連接於該偵測器21與地之間，用來釋放因雷擊感應而產生的一脈衝電流。

參閱圖6，本新型電力品質監控系統的一第三實施例類似於該第二實施例，不同之處在於：該偵測站2還包括一電路保護器26，該電路保護器26電連接於該雷擊保護器25和該偵測器21之間以接收未釋放完全的該脈衝電流，當該脈衝電流超過一定值，則該電路保護器26即自動斷路。

參閱圖7，更細部地根據該配電盤1加以說明，該配電盤1包括一全區供電斷路器13，及多個機台供電斷路器12，該全區供電斷路器13接收一外部電壓Vcc，並電連接該等機台供電斷路器12以提供電力給該等機台供電斷路器12，每一機台供電斷路器12電連接一工廠的多個區域之其中一區域的所對應機台11以提供電力給所對應的該機台11。

參閱圖8，本新型電力品質監控系統的一第四實施例類似於該第一實施例，其不同之處在於：該電力品質監控系統還包含至少一個機台偵測站8，該機台偵測站8電連接於欲偵測機台14與該等機台供電斷路器12的其中之所對應的機台供電斷路器之間，使得該機台偵測站8得以藉由偵測該所對應的機台供電斷路器12以產生一指示該欲偵測機台14的一電力的機台偵測資料，並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料至該監控主站3，以供該監控主站3的該通訊器31接收。

參閱圖9，該機台偵測站8包括一偵測器81，及一電連接該偵測器81的傳輸單元82，該傳輸單元82包括一通訊器83。

為清楚說明，僅以一台機台偵測站8為例，且該機台偵測站8偵測欲偵測機台14的機台供電斷路器12，該機台偵測站8的該偵測器81每隔一預定時間即偵測該機台供電斷路器12以產生指示該欲偵測機台14的該電力的該機台偵測資料，該傳輸單元82接收該機台偵測資料並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料，該監控主站3接收並儲存該機台偵測資料，再根據該機台偵測資料進行傅立葉分析產生該諧波資訊，因此，該監控人員能隨時藉由該監測主站3的該輸入裝置37和該顯示器36監控該欲偵測機台14。

本新型電力品質監控系統可依該工廠實際需求來決定該機台偵測站8的實際數量，例如，該工廠的A區域之欲偵測機台14為該工廠的重要機台，則可直接架設一機台偵測站8，並將該機台偵測站8電連接該A區域的配電盤1之欲偵測機台14所對應的機台供電斷路器12以隨時監控該欲偵測機台14之電力狀況。本實施例的另一變形為：在該工廠的A區域，針對每一機台架設一機台偵測站8，也就是架設多個機台偵測站8電連接於該A區域配電盤1之該多個機台供電斷路器12，以分別偵測該工廠的多個機台11之電力狀況，使得當該顯示器36輸出該警告信號警示該監控人員該工廠的A區域有問題時，該監控人員不需親自至該A區域逐一量測該多 個機台11之電力狀況，而能直接快速地藉由該輸入裝置37切換該顯示器36之畫面以觀看每一機台11的電力狀況以便快速除錯並修復。

另外，需補充說明的是，參閱圖9至圖12為該機台偵測站8的第一態樣至第四態樣，該機台偵測站8還可包括一電連接於該偵測器81與地之間的雷擊保護器84，及一電連接於該雷擊保護器84和該偵測器81之間的電路保護器85，而該傳輸單元82還包括一電連接於該偵測器81和該通訊器83之間的轉換器86，該雷擊保護器84、該電路保護器85和該轉換器86之作動與該監測站2的該雷擊保護器25、該電路保護器26與該轉換器23相同，故，在此不再贅述。

再者，上述的該第一實施例至該第四實施例的該監控主站3除了可根據該通訊協定分別接收該機台偵測站8和該偵測站2的該機台偵測資料和該偵測資料以外，亦可以有線電連接的方式來實現該機台偵測資料和該偵測資料的傳輸。

綜上所述，本新型電力品質監控系統具有以下優點：

1.一次偵測該區域的所有機台：由於本新型電力品質監控系統的每一偵測站2的該偵測器21電連接控管該工廠的其中之一區域的配電盤1的全區供電斷路器13，所以該偵測器21可偵測到 該其中之一區域的該等機台11之狀況，因此，該監控人員不須逐一監控就能直接知道整個區域之電力狀況。

2.能個別偵測機台11：本新型電力品質監控系統的該等機台偵測站8藉由電連接該配電盤1的該等機台供電斷路器12即能直接偵測該區域的每一機台11之電力狀況，以使當該監控人員知道某一區域的電力狀況有問題時，不需花費過多的時間及過多的人力於偵測該某一區域的每一機台11，而能直接於監測主站3藉由該輸入裝置和該顯示器觀察是該某一區域的哪一機台有問題。

3.自動化分析資料：每一偵測站會將所偵測到的該電力轉換成偵測資料，而於該固定時間藉由該通訊器24傳送至該監控主站3，該監控主站3再藉由該處理器34進行運算而得到該分析資料，以使該監控人員能藉由該監控主站3了解該工廠的每一區域的該等機台11之狀態，而方便該監控人員作業，且節省作業時間。

4.能分析雜訊：本新型電力品質監控系統藉由該監控主站3的該處理器34根據該偵測資料的該電壓值進行傅立葉轉換而得到不同頻率的能量(DBuV)，進而使用電磁場干擾量化分析而計算出雜訊。

5.具有異常警告功能：該異常警告器35若判斷該分析資料的該電壓值、該電流值和該雜訊發生異常則產生該警告信號並 供該螢幕接收並顯示，因此，該監控人員能即時發現異常狀況，而即時修復。

利用上述之優點使得該監控人員僅需藉由該監控主站3就能省時省力地監控每一區域的每一機台11，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧配電盤

2‧‧‧偵測站

21‧‧‧偵測器

22‧‧‧傳輸單元

23‧‧‧轉換器

24‧‧‧通訊器

3‧‧‧監控主站

31‧‧‧通訊器

32‧‧‧電力分析單元

33‧‧‧輸入輸出單元

34‧‧‧處理器

35‧‧‧異常警告器

36‧‧‧顯示器

37‧‧‧輸入裝置

Claims (19)

1. 一種電力品質監控系統，電連接至少一個配電盤，且該配電盤電連接多個機台以匯集該多個機台的電力，該電力品質監控系統包含：至少一個偵測站，偵測該配電盤以產生一指示該多個機台的一電力總合的偵測資料，並根據一通訊協定傳送該偵測資料；及一監控主站，根據該通訊協定接收來自該偵測站的該偵測資料，並用來對該偵測資料於一頻譜進行數據分析。
2. 如請求項1所述的電力品質監控系統，其中，該監控主站對該偵測資料進行傅立葉分析產生一諧波資訊，該諧波資訊記錄不同頻率所對應的能量，並根據該諧波資訊分析出一雜訊值。
3. 如請求項2所述的電力品質監控系統，其中，該電力總合相關於一電壓值，該監控主站還根據該等諧波資訊以計算出一電壓總諧波失真值。
4. 如請求項1所述的電力品質監控系統，其中，該電力總合相關於一電流值，該監控主站根據該等諧波資訊以計算出一電流總諧波失真值。
5. 如請求項1所述的電力品質監控系統，其中，該電力總合相關於一電流值及一電壓值，該監控主站包括一通訊器，根據該通訊協定接收來自該偵測站的該偵測資料， 一電力分析單元，電連接該通訊器以接收該偵測資料，並儲存該電流值及該電壓值，且根據該電壓值和該電流值進行傅立葉分析產生一分析資料，並根據一指令輸出該分析資料，及一輸入輸出單元，產生該指令，並電連接該電力分析單元以接收並顯示該分析資料。
6. 如請求項5所述的電力品質監控系統，其中，該電力分析單元包括一處理器，電連接於該通訊器和該輸入輸出單元之間，以接收並儲存該電流值和該電壓值，並根據該電壓值和該電流值進行傅立葉分析產生並儲存該分析資料，還根據該指令輸出該分析資料。
7. 如請求項6所述的電力品質監控系統，其中，該分析資料包括一雜訊值，該電力分析單元還包括一異常警告器，電連接於該處理器和該輸入輸出單元之間以接收來自該處理器的該分析資料，且根據該電壓值、該電流值和該雜訊值分別與一電壓預設區間、一電流預設區間和一正常值比較判斷是否產生並輸出一警告信號供該輸入輸出單元接收並顯示，其中，該警告信號包括一電壓異常警告、一電流異常警告，及一雜訊異常警告，當該電壓值大於或小於該電壓預設區間，則該異常警告器產生該電壓異常警告，當該電流值大於或小於該電流預設區間，則該異常警告器產生該電流異常警告，及 當該雜訊值大於一正常值，該異常警告器產生該雜訊異常警告。
8. 如請求項1所述的電力品質監控系統，其中，該偵測站包括一偵測器，偵測該配電盤以產生指示該多個機台的該電力總合的該偵測資料，及一傳輸單元，電連接該偵測器以接收該偵測資料並根據該通訊協定傳送該偵測資料。
9. 如請求項8所述的電力品質監控系統，其中，該傳輸單元包括一通訊器，電連接該偵測器以接收該偵測資料，並根據該通訊協定傳送該偵測資料。
10. 如請求項8所述的電力品質監控系統，其中，該傳輸單元包括一轉換器，電連接該偵測器以接收該偵測資料，並將該偵測資料自類比形式轉換成數位形式的偵測資料，及一通訊器，電連接該轉換器以接收數位形式的該偵測資料，並根據該通訊協定傳送該偵測資料。
11. 如請求項1所述的電力品質監控系統，其中，該偵測站包括一偵測器，偵測該配電盤以產生指示該多個機台的電力總合的該偵測資料，一雷擊保護器，電連接於該偵測器與地之間，用來釋放因雷擊感應而產生的一脈衝電流，及 一傳輸單元，電連接該偵測器以接收該偵測資料並根據該通訊協定傳送該偵測資料。
12. 如請求項11所述的電力品質監控系統，其中，該偵測站還包括一電路保護器，電連接於該雷擊保護器和該偵測器之間以接收未釋放完全的該脈衝電流，當該脈衝電流超過一定值，則該電路保護器即自動斷路。
13. 如請求項1所述的電力品質監控系統，該配電盤包括一接收一外部電壓的全區供電斷路器，及多個機台供電斷路器，該全區供電斷路器電連接該等機台供電斷路器，而該等機台供電斷路器電連接所對應的該等機台，其中，該偵測站偵測該配電盤的該全區供電斷路器以產生該偵測資料。
14. 如請求項13所述的電力品質監控系統，還包含一機台偵測站，偵測該配電盤的該等機台供電斷路器的其中之一，而該其中之一的機台供電斷路器電連接該等機台的其中之欲偵測機台，以產生一指示該欲偵測機台的一電力的機台偵測資料，並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料至該監控主站。
15. 如請求項14所述的電力品質監控系統，其中，該機台偵測站包括一偵測器，偵測該配電盤的該其中之一機台供電斷路器以產生指示該欲偵測機台的該電力的該機台偵測資料，及 一傳輸單元，電連接該偵測器以接收該機台偵測資料並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料。
16. 如請求項15所述的電力品質監控系統，其中，該傳輸單元包括一通訊器，電連接該偵測器以接收該機台偵測資料，並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料。
17. 如請求項15所述的電力品質監控系統，其中，該傳輸單元包括一轉換器，電連接該偵測器以接收該機台偵測資料，並將該機台偵測資料自類比形式轉換成數位形式的機台偵測資料，及一通訊器，電連接該轉換器以接收數位形式的該機台偵測資料，並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料。
18. 如請求項14所述的電力品質監控系統，其中，該機台偵測站包括一偵測器，偵測該配電盤的該其中之一機台供電斷路器以產生指示該欲偵測機台的該電力的該機台偵測資料，一雷擊保護器，電連接於該偵測器與地之間，用來釋放因雷擊感應而產生的一脈衝電流，及一傳輸單元，電連接該偵測器以接收該機台偵測資料並根據該通訊協定傳送該機台偵測資料。
19. 如請求項18所述的電力品質監控系統，其中，該機台偵測站還包括 一電路保護器，電連接於該雷擊保護器和該偵測器之間以接收未釋放完全的該脈衝電流，當該脈衝電流超過一定值，則該電路保護器即自動斷路。