專利名稱：全開放分布式電能質量參數監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電網運行狀態的監測系統，具體是一種全開放分布 式電能質量參數監測系統。
技術背景在電網運行過程中，諧波電壓的存在會對電能質量產生不利影響， 造成系統功率損耗增大、設備使用壽命縮短。因此電力管理部門需對電 網運行現場的諧波電壓進行及時準確的了解，再通過調整供電時間和供 電區域、釆取措施(如設備改造、功率補償等)降低諧波電壓指標，凈 化電網，進而降低功率損耗、延長設備壽命、確保接地保護功能和遙控 功能的正常、解決電網過熱等問題，從而提高供電效率和供電質量。但 是如果設置專門的監測網絡將設置在各輸配電設置及輸電網絡現場的 諧波電壓檢測裝置連接起來，往往需要投入的成本較高，難以進行大范 圍的監測。 發明內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種系統結構簡單、成本低、 監測準確及時的全開放分布式電能質量參數監測系統。本發明的全開放分布式電能質量參數監測系統包括有安裝在各輸 配電裝置及輸電網絡現場的多個諧波電壓檢測裝置，諧波電壓檢測裝置的信號輸出部分通過GPRS通訊模塊與電信業務服務器連接，將檢測到 的各現場的諧波電壓數據傳輸給電信業務服務器，電信業務服務器再通過Internet網絡將各現場的諧波電壓數據傳輸到設置在Internet網絡 結點上的諧波電壓數據存儲模塊中，設置在電力管理部門的管理控制終 端計算機則通過Internet網絡與諧波電壓數據存儲模塊連接，從而可 以通過Internet網絡獲取所需的監測數據。所述諧波電壓檢測裝置包括有一個通過互感器與供電網絡連接的 信號釆樣模塊，信號釆樣模塊的信號輸出部分接入一個微處理器模塊， 微處理器模塊的輸出部分連接一個GPRS通訊模塊，微處理器模塊還連 接有數據存儲模塊和實時時鐘模塊。所述微處理器模塊的輸出部分還可 以連接有串口通訊模塊、IC卡通訊模塊和MODEM通訊模塊。本發明能夠利用電信業務所設置的GPRS網絡和Internet網絡將現 場監測數據快速傳輸給電力管理部門，整個系統的主要投入只是在需要 進行監測的輸配電設備和輸電網絡現場設置具有GPRS通訊功能的諧波 電壓檢測裝置，無需設置專用的信息傳輸網絡，其設備投入低、數據傳 輸準確及時，運行可靠性高。
圖i是本發明的系統原理框圖；圖2是本發明實施例的諧波電壓檢測裝置的原理框圖； 圖3是本發明實施例的GPRS通訊模塊的電路圖； 圖4是本發明實施例的微處理器模塊的電路圖； 圖5是本發明實施例的信號采用模塊的電路圖。
具體實施方式
如圖l所示，該系統中，多個諧波電壓檢測裝置安裝在各輸配電設置及輸電網絡現場的，諧波電壓檢測裝置檢測到的現場數據通過GPRS 通訊模塊輸送到電信業務服務器，電信業務服務器再通過Internet網 絡將各現場的諧波電壓數據傳輸到設置在Internet網絡結點上的諧波 電壓數據存儲模塊中，電力管理部門的管理控制終端計算機則通過 Internet網絡從諧波電壓數據存儲模塊獲取所需的監測數據。如圖2所示，諧波電壓檢測裝置包括有一個通過互感器與供電網絡連接的信號釆樣模塊，信號釆樣模塊采集的信號輸出到微處理器模塊進 行處理，微處理器模塊將處理后的數據輸出GPRS通訊模塊，微處理器 模塊可以通過串口通訊模塊、IC卡通訊模塊和MODEM通訊模塊輸出數 據。微處理器模塊還連接有數據存儲模塊和實時時鐘模塊。如圖3所示的GPRS通訊電路，使用sm300Z模塊，利用AT命令完成無線通訊鏈路的管理，以及數據的讀取、發送操作。如圖4所示的微處理器模塊釆用C8051F020芯片為核心，用自帶ADC接口完成數據AD釆樣，用比較器完成周期檢測，用UART完成串口通訊，用IIC完成串口 FLASH芯片與IC卡的讀寫功能。如圖5所示的信號釆樣模塊中，被釆樣的交流信號(如220V 50HZ交流電)經電壓互感器引入釆樣電路，經可調電阻分壓，得到約2.4V 的信號，經運算放大器構造的高通濾波器，濾除31次以上分量的諧波。 (儀表僅對31次以下諧波進行分析，運放選擇MAX4077芯片，該芯片 釆用rail to rail技術，可以保證處理后波形不產生大的失真。)由于 運放釆用單電源(+5V)供電，所以需對輸入交流信號進行電平提升， 使整個信號的電平處于0 5V之間，使運放能正常工作。電平提升簡單 采用電阻分壓， 一般來說這會引入電壓波動，但由于后繼模擬/數字信 號轉換時釆用差分方式，所以可以補償這種波動，不會對釆樣產生影響。釆樣方法，利用微處理器C8 051F02 0芯片內部的比較器比較運放輸 出的釆樣信號和電阻分壓后的提升電壓，當采樣信號由小于提升電壓的 變化為高于提升電壓時，比較器輸出中斷信號，則兩次中斷的間隔即為 交流信號同期。每次釆樣前對周期進行計算，將得到的周期時間除以每 周期的采樣次數，得到每次采樣的間隔時間，以此時間間隔初始化模擬 /數字信號轉換控制器，在下一個周期開始時進行AD釆樣，釆樣完成后 用FFT進行諧波計算，用區間電壓累計的方法計算電壓有效值。
權利要求
1、一種全開放分布式電能質量參數監測系統，包括有安裝在各輸配電設置及輸電網絡現場的多個諧波電壓檢測裝置，其特征是諧波電壓檢測裝置的信號輸出部分通過GPRS通訊模塊與電信業務服務器連接，將檢測到的各現場的諧波電壓數據傳輸給電信業務服務器，電信業務服務器再通過Internet網絡將各現場的諧波電壓數據傳輸到設置在Internet網絡結點上的諧波電壓數據存儲模塊中，設置在電力管理部門的管理控制終端計算機則通過Internet網絡與諧波電壓數據存儲模塊連接。
2、 根據權利要求1所述的全開放分布式電能質量參數監測系統， 其特征是所述諧波電壓檢測裝置包括有一個通過互感器與供電網絡連 接的信號釆樣模塊，信號采樣模塊的信號輸出部分接入一個微處理器模 塊，微處理器模塊的輸出部分連接一個GPRS通訊模塊，微處理器模塊還連接有數據存儲模塊和實時時鐘模塊。
3、 根據權利要求2所述的全開放分布式電能質量參數監測系統， 其特征是微處理器模塊的輸出部分還連接有串口通訊模塊、IC卡通訊 模塊和MODEM通訊模塊中的一種或多種。
全文摘要
本發明涉及一種電網運行狀態的監測系統，具體是一種全開放分布式電能質量參數監測系統。該系統包括有安裝在各輸配電設置及輸電網絡現場的多個諧波電壓檢測裝置，諧波電壓檢測裝置的信號輸出部分通過GPRS通訊模塊與電信業務服務器連接，電信業務服務器再通過Internet網絡將各現場的諧波電壓數據傳輸到設置在Internet網絡結點上的諧波電壓數據存儲模塊中，設置在電力管理部門的管理控制終端計算機則通過Internet網絡與諧波電壓數據存儲模塊連接。本發明利用GPRS網絡和Internet網絡將現場監測數據快速傳輸給電力管理部門，其設備投入低、數據傳輸準確及時，運行可靠性高。
文檔編號G01R23/16GK101403771SQ20081023502
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者彭德寶 申請人:鎮江市宏業科技有限公司