專利名稱：新型電力質量分析儀表的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力儀表，特別涉及一種適用于電力系統及電力用戶配電 網的電力質量在線分析的新型電力質量分析儀表。
背景技術：
現有的國外電力質量分析類產品大都為便攜式儀器，其主要是采用工控機 方式，實現三相同時采集，但是這類儀器的數據分析內容較少，產品可靠性不 高，不能長期在線監測運行，而且價格方面非常昂貴，大多數國內客戶無法承
受。也有許多采用AD+DSP+MCU的方案，雖然成本略有降低，但成本仍然較高， 大多數國內客戶仍然無法承受。
國內也有一些低端產品雖然價格較低，但是功能單一，測量精度不高，而 且實時性差，無法滿足客戶的實際需求。如國內的一些產品如青島青智儀器在 2005年推出的ZW5433C型電能質量分析儀，它雖然功能較多，可以在線顯示 電壓電流波形/諧波棒圖，但是此產品的外型比較大，測量精度不高，而且實 時性差，無法滿足客戶的實際需求。
湖南威勝儀表的DTSD341-9C型電能計量掛表具有精度高，可靠性好的優 點，但是同樣的，它的外型比較大，顯示界面單一、價格昂貴，不適合用于安 裝式數字儀表領域。
因此，客戶特別需要一種精度高、可靠性好、數據分析內容多、價格適中 的新型電力質量分析儀表，能夠長期在線監測電網質量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新型電力質量分析儀表，能夠長期在線監測電 網質量，彌補現有新型電力質量分析儀表的不足之處。
本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現一種新型電力質量分析儀表，包括數字信號處理模塊及其輔助電路，其特
征在于，所述數字信號處理模塊通過A/D轉換模塊采樣電力系統中的電壓信號、 電流信號并進行分析處理；通過所述數字信號處理模塊及其輔助電路實現儀表 的按鍵輸入、液晶顯示、開關量輸入輸出、通訊、電能數據存儲等功能。 所述數字信號處理模塊為一 DSP數字信號處理器。
所述數字信號處理模塊通過一 A/D轉換模塊從電力系統中的電壓、電流 互感器上采樣各相的電流、電壓信號。A/D轉換模塊為高速高精度A/D模塊
所述數字信號處理模塊上連接有保持跟蹤時間和日期等信息的實時時鐘 模塊，為所述新型電力質量分析儀表提供一個計時標準。
所述數字信號處理模塊上連接有程序存儲模塊，所述程序存儲模塊內存儲 有所述數字信號處理模塊的程序。
所述數字信號處理模塊上連接有用于實時記錄并存儲報警數據的鐵電存 儲模塊。
所述控制模塊連接有用于顯示的字段式液晶模塊、用于對所述控制模塊進 行控制的按鍵輸入模塊、用于通訊的通訊模塊及開關量輸入輸出模塊。 本發明的新型電力質量分析儀表的基本工作原理為-
所述數字信號處理模塊通過A/D轉換模塊對電力系統的各相電流、電壓進 行采樣，由所述數字信號處理模塊經過相應的數學計算完成對電力系統全部電 力參數測量(電壓、電流、有功/無功/視在功率、功率因數、頻率等)，全面 的電能計量和考核管理(正/反向有功電能、感/容性無功電能高精度計量；可 分8個時段三種費率計量本月、上月、上上月以及總的電能等)及電能質量分 析數據(電流電壓不平衡度、電流/電壓31次諧波分量及THD等)；所述數字 信號處理模塊完成按鍵輸入、液晶顯示、開關量輸入輸出、通訊、電能數據存 儲等功能。
本發明的新型電力質量分析儀表具有如下特點
1) 采用數字信號處理模塊+高速高精度A/D模塊的硬件框架，可以快速 實時的分析電力系統各種實時數據，同時實現分析數據的處理、存儲及顯示；
2) 由所述數字信號處理模塊負責采集輸入信號完成FFT運算，進而對電 力質量進行準確，實時的分析跟蹤，技術構思新穎，功能強大，集成度高，結構緊湊，運行可靠，成本低，信息處理速度和精度控制較現有技術大大提高； 3)所述數字信號處理模塊完成按鍵輸入、液晶顯示、開關量輸入輸出、 通訊、電能數據存儲等功能，由于采用數字信號處理模塊來直接完成人機界面 的處理，因而極大的降低了成本。
圖1是本發明的新型電力質量分析儀表的結構框圖。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解， 下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
如圖1所示， 一種電力質量分析儀表，它包括數字信號處理模塊l，數字 信號處理模塊1通過一高速高精度A/D轉換模塊2從電力系統中的電壓互感器、 電流互感器上采樣各相的電流、電壓信號。
三相電壓/三相電流是從配置于電力系統(或電力用戶)的電壓互感器(PT) 及電流互感器(CT)經前端信號處理電路，將來自于電力系統(或電力用戶) 的電壓互感器(PT)及電流互感器(CT)的高電壓大電流信號轉換為適合A/D 模塊的弱電信號。
高速高精度A/D轉換模塊2為一 A/D變換器(AD73360)，它具有六個模擬 量輸入通道，所采集到的弱電信號經高速高精度A/D轉換模塊2轉換并輸出數 字信號到數字信號處理模塊1 。
數字信號處理模塊1為一 DSP數字信號處理器(ADSP-2191M)，它接受高 速高精度A/D轉換模塊2轉換后的數據，并實時計算信號頻率，通過相應的數 學計算，完成對電力系統全電量參數測量/電能累計等工作；運用FFT算法計 算三相電壓電流的2 31次諧波數值，分析計算電流K系數、電壓波峰系數、 THFF電話波形因子及三相電壓電流不平衡度，諧波電壓電流含有率等參數。
數字信號處理模塊1完成按鍵輸入、液晶驅動、開關量輸入輸出、通訊等 的處理，由于采用DSP直接處理人機界面而沒有采用MCU及將液晶模塊由點陣 換成字段式液晶模塊5，極大地節約了成本，提高了產品的性價比。數字信號處理模塊1上連接有鐵電存儲模塊(FM25CL64) 3，用于實時記 錄并存儲電能數據或其它相關的數據。
實時時鐘模塊4的時鐘芯片為RTC-4543SA，為所述新型電力質量分析儀. 表提供一個計時標準。RTC-4543計時精度較高，且功耗極低，在儀表在沒有上 電時僅憑電池可以工作很長的時間。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業 的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明 還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本 發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1、一種新型電力質量分析儀表，包括數字信號處理模塊及其輔助電路，其特征在于，所述數字信號處理模塊通過A/D轉換模塊采樣電力系統中的電壓信號、電流信號并進行分析處理；通過所述數字信號處理模塊及其輔助電路實現儀表的按鍵輸入、液晶顯示、開關量輸入輸出、通訊、電能數據存儲等功能。
2、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊為一 DSP數字信號處理器。
3、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊通過一 A/D轉換模塊從電力系統中的電壓、電流互感器上采樣各相的電流、電壓信號。
4、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊上連接有保持跟蹤時間和日期等信息的實時時鐘模塊，為所述新型電力質量分析儀表提供一個計時標準。
5、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊上連接有用于實時記錄并存儲報警數據的鐵電存儲模塊。
6、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊上連接有程序存儲模塊，所述程序存儲模塊內存儲有所述數字信號處理模塊的程序。
7、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述控制模塊連接有用于顯示的字段式液晶模塊、用于對所述控制模塊進行控制的按鍵輸入模塊、用于通訊的通訊模塊及開關量輸入輸出模塊。
8、 如權利要求4所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述實時時鐘模塊的時鐘芯片為RTC-4543SA。
9、 如權利要求1所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述A/D轉換模塊為型號為AD73360的A/D變換器。
10、 如權利要求l所述的新型電力質量分析儀表，其特征在于所述數字信號處理模塊為型號為ADSP-2191M的DSP數字信號處理器。
全文摘要
本發明涉及一種電力儀表，特別涉及一種新型電力質量分析儀表。采用數字信號處理模塊加高速高精度A/D模塊的硬件框架，快速實時的分析電力系統各種實時數據，同時實現分析數據的處理、存儲及顯示；所述數字信號處理模塊完成按鍵輸入、液晶顯示、開關量輸入輸出、通訊、電能數據存儲等功能，由于采用數字信號處理模塊來直接完成人機界面的處理，因而極大的降低了成本。
文檔編號G01R31/00GK101661063SQ200810042178
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者龍 姜, 左凌俊, 蔡守平 申請人:上海安科瑞電氣有限公司