本發明屬于電氣技術領域,特別是涉及一種用于電能質量分析的裝置。
背景技術:
現代社會中,電能是一種最為廣泛使用的能源,其應用程度是一個國家發展水平的主要標志之一。隨著科學技術和國民經濟的發展,各行各業對電力系統供電質量的要求越來越高。同時,現代電力電子技術的廣泛應用造成電能污染日趨嚴重,大量電力電子器件和非線性設備涌入各工業領域,使電力系統的電能質量受到嚴重影響和威脅。公用電網供電質量的日益惡化,甚至發生因諧波干擾而引發的安全事故,嚴重地威脅著電力系統的安全和穩定運行,同時對用戶用電設備的正常工作和工農業生產的持續高效產生十分不利的影響。
因此,研究開發出可靠、先進、便捷的電能質量分析的裝置,是推進電能質量在線監測工作和狀態檢修工作的基礎和前提。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種用于電能質量分析的裝置,通過采集三相電路中的電能參數,經微處理器分析和計算,通過顯示模塊顯示并存儲記錄,便于實時監控和查詢,通過上位機實現遠程監控,解決了現有的三相電路隱患多且不便監測的問題。
為解決上述技術問題,本發明是通過以下技術方案實現的:
本發明為一種用于電能質量分析的裝置,包括電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊、信號調理模塊和微處理器,所述電壓信號采集模塊和電流信號采集模塊的輸出端均連接至信號調理模塊的輸入端;所述微處理器的輸入端連接有隔離變換模塊、電源監控及掉電保護模塊和功能按鍵;所述微處理器的輸出端連接有顯示模塊和存儲模塊;所述信號調理模塊的輸出端連接至隔離變換模塊;所述微處理器還連接有RS485接口,所述RS485接口連接有上位機。
進一步地,所述電壓信號采集模塊用于三相電路中的電壓信號并將其輸送至信號調理模塊,所述電流信號采集模塊用于采集三相電路中的電流信號并將其輸送至信號調理模塊;所述信號調理模塊將收到的電壓信號、電流信號分別進行整形處理后輸送至隔離變換模塊;所述隔離變換模塊將收到的經信號調理模塊整形后的電壓信號和電流信號分別處理為電壓數字信號、電流數字信號,并將其傳輸至微處理器。
進一步地,所述微處理器對收到的來自隔離變換模塊的電壓數字信號和電流數字信號進行分析和計算,從而形成監控數據,微處理器通過顯示模塊顯示監控數據并通過存儲模塊存儲監控數據,其中監控數據包括電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數和頻率;所述電源監控及掉電保護模塊用于斷電情況下及時微處理器供電;所述功能按鍵用于通過微處理器對存儲模塊中的監控數據進行查詢或初始化操作;所述微處理器通過RS485接口與上位機進行交互通訊;所述上位機通過微處理器對存儲模塊中的監控數據進行查詢或初始化。
進一步地,所述電壓信號采集模塊為電壓互感器,所述電流信號采集模塊為電流互感器,所述信號調理模塊為橋式整流濾波電路,所述隔離變換模塊包括光電隔離器和A/D轉換器,所述微處理器采用STM32F103單片機,所述電源監控及掉電保護模塊采用鋰電池,所述上位機為計算機或通訊管理機或PLC或數據采集器,所述顯示模塊為LCD顯示器,所述存儲模塊為EEPROM存儲器。
本發明具有以下有益效果:
本發明通過設置電壓信號采集模塊和電流信號采集模塊,實現對三相電路中的電能參數實時監測;通過存儲模塊存儲監控數據和通過顯示模塊顯示監控數據,便于查詢和現場監控;通過電源監控及掉電保護模塊,防止意外斷電情況下數據丟失;通過上位機實現遠程監控,提高工作效率。
當然,實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案,下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的一種用于電能質量分析的裝置的組成框圖;
附圖中,各標號所代表的部件列表如下:
1-電壓信號采集模塊,2-電流信號采集模塊,3-信號調理模塊,4-隔離變換模塊,5-微處理器,6-電源監控及掉電保護模塊,7-RS485接口,8-上位機,9-功能按鍵,10-顯示模塊,11-存儲模塊。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
請參閱圖1所示,本發明為一種用于電能質量分析的裝置,包括電壓信號采集模塊1、電流信號采集模塊2、信號調理模塊3、隔離變換模塊4、微處理器5、電源監控及掉電保護模塊6、RS485接口7、上位機8、功能按鍵9、顯示模塊10和存儲模塊11,電壓信號采集模塊1和電流信號采集模塊2的輸出端連接至信號調理模塊3的輸入端,信號調理模塊3的輸出端連接至隔離變換模塊4的輸入端,微處理器5的輸入端分別與隔離變換模塊4、功能按鍵9和電源監控及掉電保護模塊6的輸出端電連接,微處理器5的輸出端分別與顯示模塊10和存儲模塊11的輸入端電連接,微處理器5通過RS485接口7連接上位機8,上位機8通過RS485接口7與微處理器5之間交互通訊;上位機8與RS485接口7之間采用屏蔽雙絞線連接,屏蔽雙絞線的使用長度≦1200米,為保證通訊質量,屏蔽雙絞線的使用長度≦300米。
如圖1所示,電壓信號采集模塊1用于采集三相電路中的電壓信號并將其輸送至信號調理模塊3,電流信號采集模塊2用于采集三相電路中的電流信號并將其輸送至信號調理模塊3;信號調理模塊3將收到的電壓信號、電流信號分別進行整形處理后輸送至隔離變換模塊4;隔離變換模塊4將收到的經信號調理模塊3整形后的電壓信號和電流信號分別處理為電壓數字信號、電流數字信號,并將其傳輸至微處理器5;微處理器5對收到的來自隔離變換模塊4的電壓數字信號和電流數字信號進行分析和計算,從而形成監控數據,繼而微處理器5將監控數據通過顯示模塊10顯示和存儲模塊11進行存儲,其中監控數據包括電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數和頻率;功能按鍵9用于通過微處理器5對存儲模塊11中的監控數據進行查詢或初始化操作;電源監控及掉電保護模塊6用于斷電情況下及時給微處理器5供電,防止監控數據丟失;上位機8通過RS485接口7獲取微處理器5的監控數據,上位機8具有通過微處理器5對存儲模塊11中的監控數據進行查詢或初始化的功能,從而實現遠程監控。
如圖1所示,其中,電壓信號采集模塊1為三相電壓互感器,電流信號采集模塊2為三相電流互感器,信號調理模塊3為橋式整流濾波電路,隔離變換模塊4包括光電隔離器和A/D轉換器,微處理器5采用STM32F103單片機,電源監控及掉電保護模塊6采用鋰電池,上位機8為計算機或通訊管理機或PLC或數據采集器,顯示模塊10為LCD顯示器,存儲模塊11為EEPROM存儲器。
本實施例的一個具體應用為:通過電壓信號采集模塊1和電流信號采集模塊2采集避雷器工作電路中的過電壓信號和電流放電信號,經過信號調理模塊3和隔離變換模塊4處理后傳至微處理器5,從而實現在線監測;微處理器5對收到的過電壓信號和電流放電信號分析和計算,通過顯示模塊10及時顯示,并通過存儲模塊11存儲監控數據,便于查詢監控記錄;電源監控及掉電保護模塊6通過監控微處理器5的供電狀況,一旦發生斷電情況,電源監控及掉電保護模塊6就會及時供電,以便監控數據順利保存,從而防止監控數據丟失;上位機8通過RS485接口7訪問微處理器5,便于實時獲取或查詢監控數據,從而建立遠程監控,以提高工作效率。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
最后需要說明的是,以上公開的本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節,也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然,根據本說明書的內容,可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例,是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用,從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。