专利名称：电能质量监测与分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电能质量监测技术领域，特别涉及一种电能质量监测与分析装
背景技术：
随着新型电力电子设备的迅速发展，基于计算机系统的控制设备和电子装置在用 户负荷中的广泛应用，现代电力系统中用电负荷结构发生了重大变化，电能质量已成为电 力企业和用户共同关心的重要问题。电能质量监测是掌握电网供电质量的实际情况、改善 电能质量的必要前提，电能质量监测装置是电能质量监测工作必不可少的工具。目前，市场 上的电能质量监测装置主要存在以下不足数据处理能力不强，实时性不高；数据采集速 率低，模数转换精度低；数字通信能力有限，不易实现远程数据交换、共享；部分装置采用 PC机作为测量装置，体积较大、成本偏高。 因此，如何将上述技术问题加以解决，即为本领域技术人员所研究的方向所在。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种电能质量监测与分析装置，其解决了现有技术 问题中的微处理器数据处理能力低、系统实时性差，数字通信能力有限，不易实现远程数据 交换、共享等问题。 为了达到上述目的，本实用新型通过一种电能质量监测与分析装置，其包括 —电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接； —电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接； —电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连， 用于采集电力信号； —第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连； —第二处理模块，其通过一双口 RAM模块与所述的第一处理模块相连； —第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连； —第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。 较佳的，所述的第一处理模块为一高速数字信号处理模块， 较佳的，所述的第二处理模块为一嵌入式处理模块。 较佳的，所述的第一通信接口模块为一 Modbus通信接口模块。 较佳的，所述的第二通信接口模块为一以太网通信接口模块。 较佳的，所述高速数字信号处理模块包括一高速DSP数字信号处理模块、一SRAM 数据存储模块、一E乍ROM参数存储模块和一数字量输入输出模块；其中，所述的SRAM数据 存储模块、所述的E2PROM参数存储模块和所述的数字量输入输出模块均与所述的高速DSP 数字信号处理模块相连。 较佳的，所述嵌入式处理器模块包括一 ARM嵌入式处理器模块、一 SDRAM数据存储
3模块、一液晶显示电路模块和一键盘输入电路模块；其中，所述的DRAM数据存储模块、所述 的液晶显示电路模块和所述的键盘输入电路模块均与所述的ARM嵌入式处理器模块相连。 较佳的，所述的高速DSP数字信号处理模块与所述的电力信号采集模块及所述的 双口 RAM模块相连。 较佳的，所述的ARM嵌入式处理器模块与所述的双口RAM模块、所述的第一通信接 口模块及所述的第二通信结构模块相连。 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型能实时监测显示三相 电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常 规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。本实用新型充分发挥了数字信号处 理器DSP的信号处理能力和嵌入式处理器ARM的系统控制能力，不仅计算速度快，计算精度 高，而且具有友好的人机接口和优良的通信功能。

图1为本实用新型电能质量监测与分析装置的一实施例组成框图； 图2为本实用新型电能质量监测与分析装置的另一实施例组成框图。 附图标记说明1-第一处理模块；2-第二处理模块；3_双口 RAM模块；4_电力信
号采集模块；5_电压互感器模块；6-电流互感器模块；7-第一通信接口模块；8_第二通信
接口模块；11-高速DSP数字信号处理模块；12-SRAM数据存储模块；13-E乍R0M参数存储模
块；14-数字量输入输出模块；21-ARM嵌入式处理器模块；22-SDRAM数据存储模块；23-液
晶显示电路模块；24-键盘输入电路模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 请参阅图l，为实用新型电能质量监测与分析装置的一实施例组成框图，其包括 电压互感器模块5、电流互感器模块6和电力信号采集模块4 ;电压互感器模块5的四个电 压信号采集端分别与电力母线的A相、B相、C相和N相相连；电流互感器模块6的四个电 流信号采集端也分别与电力母线的A相、B相、C相和N相相连；电压互感器模块5的电压 信号输出输入端与电力信号采集模块4的第一电压信号输入输出端相连；电流互感器模块 6的电流信号输出输入端与电力信号采集模块4的第二电流信号输入输出端相连。 本实用新型电能质量监测与分析装置还包括第一处理模块1、第二处理模块2、双 口 RAM模块3、第一通信接口模块7和第二通信接口模块8 ;第一处理模块1的电压及电流 信号输入输出端与电力信号采集模块4的电压及电流信号输出输入端相连；第二处理模块 2的第一通信信号输出输入端与第一通信接口模块7的通信信号输入输出端相连，第二处 理模块2的第二通信信号输出输入端与第二通信接口模块8的通信信号输入输出端相连； 第一处理模块1与第二处理模块2之间的数据共享通过双口 RAM模块3实现。其中，所述 的第一处理模块1可为高速数字信号处理模块、所述的第二处理模块2可为嵌入式处理器 模块；电力信号采集模块4可选用的型号为AD7656的芯片，电压互感器模块5可选用的型 号为TR1139-1C的芯片，电流互感器模块6可选用的型号为TR0139-2C的芯片。 请参阅如图2所示，所述的第一处理模块1可为高速数字信号处理模块、所述的第
4二处理模块2可为嵌入式处理器模块；其中，所述高速数字信号处理模块包括高速DSP数字 信号处理模块11、 SRAM数据存储模块12、 E2PR0M参数存储模块13和数字量输入输出模块 14。 其中，高速DSP数字信号处理模块11的数据存储输出输入端与SRAM数据存储模 块12的数据存储输入输出端相连，高速DSP数字信号处理模块11的参数存储输出输入端 与E2PR0M参数存储模块13的参数存储输入输出端相连，高速DSP数字信号处理模块11的 数字量输出输入端与数字量输入输出模块14的数字量输入输出端相连，高速DSP数字信号 处理模块11的共享数据存储输出输入端与双口 RAM模块3的共享数据存储输入输出端相 连；所述高速DSP数字信号处理模块ll的电压及电流信号输入输出端为高速数字信号处理 模块1的电压及电流信号输入输出端；高速DSP数字信号处理模块11的电压及电流信号输 入输出端与电力信号采集模块4的电压及电流信号输出输入端相连； 所述的SRAM数据存储模块12可为具有静止存取功能的数据存储模块，所 述E乍R0M参数存储模块13可为电可擦除的参数存储模块，所述数字量输入输出模块 14可为信号输入输出缓冲模块；其中，所述高速DSP数字信号处理模块11选用型号为 TMS320F2812的芯片，所述SRAM数据存储模块12选用型号为IS61LV25616L的芯片，所述 E乍ROM参数存储模块13选用的型号为AT28BV256的芯片，所述数字量输入输出模块14选 用的型号为SN74LS245的芯片，所述双口 RAM模块3选用型号为IDT70V9289L7的芯片。 所述的第二处理模块2可为嵌入式处理器模块，所述嵌入式处理器模块2包括ARM 嵌入式处理器模块21、SDRAM数据存储模块22、液晶显示电路模块23和键盘输入电路模块 24。其中，ARM嵌入式处理器模块21的数据存储输出输入端与SDRAM数据存储模块22的 数据存储输入输出端相连，ARM嵌入式处理器模块21的视频信号输出端与液晶显示电路模 块23的视频信号输入端相连；ARM嵌入式处理器模块21的键盘信号输出端与键盘输入电 路模块24的键盘信号输入端相连。所述ARM嵌入式处理器模块21通过双口 RAM模块3来 实现与第一处理模块1之间进行数据共享。ARM嵌入式处理器模块21的第一通信信号输出 输入端与第一通信接口模块7的通信信号输入输出端相连，ARM嵌入式处理器模块21的第 二通信信号输出输入端与第二通信接口模块8的通信信号输入输出端相连；其中，液晶显 示电路模块14可选用型号为LR-050VRAM的芯片，其显示大小为320X234像素。 本实用新型的第一通信接口模块7可采用Modbus通信接口模块。第一通信接口 模块7可选用的型号为MAX485的芯片。 本实施方式第二通信接口模块8可采用以太网通信接口模块。第二通信接口模块 8可选用的型号为RTL8019AS的芯片。 本实用新型通过电力信号采集模块4将通过电压互感器模块5和电流互感器模块 6监测采集到的三相四线制电源的电压、电流信号转换后，传输到高速数字信号处理模块1 中的高速DSP数字信号处理模块11内，高速DSP数字信号处理模块11将上述数据进行综 合处理，然后通过双口 RAM模块3传输到嵌入式处理器模块2内，ARM嵌入式处理器模块21 负责在液晶显示电路模块23上实时显示电能质量参数与其他电力参数，同时通过第一通 信接口模块7或第二通信接口模块8将数据传输出去。 本实用新型能实时监测显示三相电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡 度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。本实用新型充分发挥了数字信号处理器DSP的信号处理能力和嵌入式处理器ARM 的系统控制能力，不仅计算速度快，计算精度高，而且具有友好的人机接口和优良的通信功 能。 以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，
或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求一种电能质量监测与分析装置，其特征在于，其包括一电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连，用于采集电力信号；一第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连；一第二处理模块，其通过一双口RAM模块与所述的第一处理模块相连；一第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连；一第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。
2. 根据权利要求l所述的电能质 块为一高速数字信号处理模块，
3. 根据权利要求1所述的电能质 块为一嵌入式处理模块。
4. 根据权利要求l所述的电能质 口模块为一 Modbus通信接口模块。
5. 根据权利要求l所述的电能质 口模块为一以太网通信接口模块。
6. 根据权利要求2所述的电能质 处理模块包括一高速DSP数字信号处理模块、一 SRAM数据存储模块、一 E2PR0M参数存储模 块和一数字量输入输出模块；其中，所述的SRAM数据存储模块、所述的E2PR0M参数存储模 块和所述的数字量输入输出模块均与所述的高速DSP数字信号处理模块相连。
7. 根据权利要求3所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述嵌入式处理器 模块包括一 ARM嵌入式处理器模块、一 SDRAM数据存储模块、一液晶显示电路模块和一键盘 输入电路模块；其中，所述的DRAM数据存储模决、所述的液晶显示电路模块和所述的键盘 输入电路模块均与所述的ARM嵌入式处理器模块相连。
8. 根据权利要求6所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的高速DSP数字 信号处理模块与所述的电力信号采集模块及所述的双口 RAM模块相连。
9. 根据权利要求7所述的电能质量监测与分析装置，其特征在于，所述的ARM嵌入式处 理器模块与所述的双口 RAM模块、所述的第一通信接口模块及所述的第二通信结构模块相 连。'号采集模块相连；鐘模块与所述的第一处理模块相连； :二处理模块相连； l第二处理模块相连。量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一处理模 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二处理模 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第一通信接 量监测与分析装置，其特征在于，所述的第二通信接 量监测与分析装置，其特征在于，所述高速数字信号
专利摘要本实用新型是提供一种电能质量监测与分析装置，其包括一电压互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电流互感器模块，其信号采集端与电力母线相连接；一电力信号采集模块，其与所述电压互感器模块及所述的电流互感器模块相连，用于采集电力信号；一第一处理模块，其与所述电力信号采集模块相连；一第二处理模块，其通过一双口RAM模块与所述的第一处理模块相连；一第一通信接口模块，其与所述第二处理模块相连；一第二通信接口模块，其与所述的第二处理模块相连。本实用新型能实时监测显示三相电压的电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度、电压波动与闪变等电能质量指标以及常规电力参数，并能通过其自身的通信接口传输到主站。
文档编号G01R31/00GK201440158SQ20092016173
公开日2010年4月21日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者佟为明, 张东中, 张玉萍, 李中伟, 李凤阁, 袁帅, 金显吉 申请人:黑龙江大学;哈尔滨工业大学