專利名稱：三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電能質(zhì)量檢測裝置，特別涉及一種三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置。
背景技術(shù)：
一般電能表由其制造原理決定了它只能保證在電壓、電流為純正弦波，三相平衡， 所加電壓、電流為工頻或其附近很窄的范圍內(nèi)時滿足測量準(zhǔn)確度等級的工作性能，在供電系統(tǒng)受諧波污染環(huán)境下其計量準(zhǔn)確性將受到影響，即傳統(tǒng)的電能計量方式已顯現(xiàn)出不合理性。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種高精度、低成本、 實時處理能力強(qiáng)、功能豐富，擴(kuò)展能力強(qiáng)的三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置。其技術(shù)方案是包括電壓傳感器、電流傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)字信號處理器、觸摸屏、實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路；電壓互感器二次側(cè)三相電壓采樣信號以及電流互感器二次側(cè)三相電流采樣信號分別與信號調(diào)理電路輸入端連接；信號調(diào)理電路的輸出信號分別與數(shù)字信號處理器的A/D輸入端連接；數(shù)字信號處理器外接實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路，數(shù)字信號處理器與觸摸屏通過串口連接。電壓互感器二次側(cè)三相的電壓采樣信號Ua、Ub、Uc以及電流互感器二次側(cè)三相的電流采樣信號la、lb、Ic分別與信號調(diào)理電路輸入端連接。上所述的數(shù)字信號處理器采用TMS320F28335型高性能浮點數(shù)學(xué)信號處理器。上述的觸摸屏采用TDK640480智能型觸摸屏，與數(shù)字信號處理器通過基于 MAX3232芯片的串行接口電路進(jìn)行人機(jī)交互。本實用新型的有益效果是本方案采用基于ANF的數(shù)字鎖相方式，相比傳統(tǒng)的FFT 算法，電網(wǎng)諧波分析精度更高，實時性更好，采用單相瞬時功率理論計算有功功率、無功功率，提高了功率測量的精度與速度，滿足“智能電網(wǎng)”對電能計量設(shè)備的要求。
附圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖1，對本實用新型作進(jìn)一步的描述本實用新型包括電壓傳感器、電流傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)字信號處理器、觸摸屏、實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路。電壓互感器二次側(cè)三相電壓采樣信號Ua、Ub、Uc以及電流互感器二次側(cè)三相電流采樣信號la、lb、Ic分別與信號調(diào)理電路輸入端連接。信號調(diào)理電路對信號進(jìn)行提升和比例調(diào)整，使調(diào)理后的信號符合數(shù)字信號處理器內(nèi)部A/D的允許電壓輸入范圍。六路信號調(diào)理電路的輸出信號分別與數(shù)字信號處理器的A/D輸入端連接，數(shù)字處理器對采入的信號進(jìn)行分析計算處理。數(shù)字信號處理器采用TMS320F28335，與實時時鐘電路、掉電存儲電路通過I2C總線接口連接，SD卡擴(kuò)展電路與數(shù)字信號處理器通過SPI串行外設(shè)總線接口連接，隔離485通信接口電路與數(shù)字信號處理器通過SCI串行接口連接，數(shù)字信號處理器與觸摸屏間通過SCI串口進(jìn)行人機(jī)交互，具體電路為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)技術(shù)，不再詳述。采用基于ANF的數(shù)字鎖相、單相瞬時功率理論、對稱分量法等算法程序?qū)Σ扇氲男盘栠M(jìn)行實時分析計算，對三相工頻交流電的三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相無功功率、總有功功率、總無功功率、 基波功率、諧波功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、有功電能和無功電能進(jìn)行測量，分析三相電壓、 電流不對稱度，判別相序。數(shù)字信號處理器一方面將得出的計量參數(shù)保存到SD存儲卡中， 另一方面將各計量參數(shù)傳輸至觸摸屏中進(jìn)行數(shù)據(jù)或波形顯示，觸摸屏上設(shè)置的虛擬觸摸按鍵可以對顯示內(nèi)容進(jìn)行切換，或?qū)ο到y(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。掉電存儲電路實現(xiàn)在系統(tǒng)掉電時保存重要數(shù)據(jù)，隔離485通信接口可以與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
權(quán)利要求1.一種三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置，其特征是包括電壓傳感器、電流傳感器、 信號調(diào)理電路、數(shù)字信號處理器、觸摸屏、實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路；電壓互感器二次側(cè)三相電壓采樣信號以及電流互感器二次側(cè)三相電流采樣信號分別與信號調(diào)理電路輸入端連接；信號調(diào)理電路的輸出信號分別與數(shù)字信號處理器的A/D輸入端連接；數(shù)字信號處理器外接實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路，數(shù)字信號處理器與觸摸屏通過串口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置，其特征是電壓互感器二次側(cè)三相的電壓采樣信號fe、WKUc以及電流互感器二次側(cè)三相的電流采樣信號Ia、Ib、 Ic分別與信號調(diào)理電路輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置，其特征是所述的數(shù)字信號處理器采用TMS320F28335型高性能浮點數(shù)學(xué)信號處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置，其特征是所述的觸摸屏采用TDK640480智能型觸摸屏，與數(shù)字信號處理器通過基于MAX3232芯片的串行接口電路進(jìn)行人機(jī)交互。
專利摘要本實用新型涉及一種三相數(shù)字式智能電能質(zhì)量檢測裝置。其技術(shù)方案是電壓互感器二次側(cè)三相電壓采樣信號以及電流互感器二次側(cè)三相電流采樣信號分別與信號調(diào)理電路輸入端連接；信號調(diào)理電路的輸出信號分別與數(shù)字信號處理器的A/D輸入端連接；數(shù)字信號處理器外接實時時鐘電路、SD卡擴(kuò)展電路、掉電存儲電路、隔離485通信接口電路，數(shù)字信號處理器與觸摸屏通過串口連接。有益效果是相比傳統(tǒng)的FFT算法，電網(wǎng)諧波分析精度更高，實時性更好，采用單相瞬時功率理論計算有功功率、無功功率，提高了功率測量的精度與速度，滿足“智能電網(wǎng)”對電能計量設(shè)備的要求。
文檔編號G01R31/00GK202230155SQ201120349268
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者何金奎, 李海艦, 趙仁德 申請人:中國石油大學(xué)(華東)