电网电能质量控制及监测系统技术方案

一种电网电能质量控制及监测系统，其特征在于：主控单片机有10个输出端和2个输入端，输出端与RS485通讯电路、自动重合闸、电源管理器、Wifi、蓝牙、以太网、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、第一在线电能表相接，一个输入端连接第二在线电能表，另一个输入端连接电能质量采集板的输出端，电能质量采集板的输入端连接电压互感器和电流互感器，主控单片机接收电能质量采集板采集上来的电参数，主控单片机通过蓝牙、Wifi、以太网实现与上位机通讯，能够有效地抑制电容充电时候的过电流和放电时候的过电流，主控单片机通过对电源管理器的协调管理，实现整个系统的电源供应稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
电网电能质量控制及监测系统
本技术涉及供电配电网实时监测
，特别是涉及电能质量参数的在线监测调节系统。
技术介绍
目前，国内对于电能质量控制与检测正在朝着智能化，精确化方向发展。电能质量控制与检测装置它串接于电网实际试验线路中，该装置内部由可调负载和在线电能表构成，通过调节负载可以模拟控制用电装置和线路的阻抗，供在线调节电能质量的各项参数，是各种试验机和低压电器带电实验必用的配件。该应用既可以工厂企业实现廉价的动态无功补偿，而且它的负载可调性还可以应用于很多研究所学校进行研究工作，使用效果前景广泛，价格低廉，控制简单。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种电能质量控制及监测装置，同时能够实现全自动的无功补偿、谐波抑制、以及电能质量参数的采集计算的在线监测系统。本技术提供一种电网电能质量控制及监测系统，其特征在于：包括主控单片机、电能质量采集板、RS485通讯电路、两个在线电能表、自动重合闸、电源管理模块、液晶显示器、电压互感器、电流互感器、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、蓝牙、Wifi、以太网，主控单片机有10个输出端和2个输入端，10个输出端分别与RS485通讯电路、自动重合闸、电源管理器、Wifi、蓝牙、以太网、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、第一在线电能表相接，一个输入端连接第二在线电能表，另一个输入端连接电能质量采集板的输出端，电能质量采集板的输入端连接电压互感器和电流互感器，第一在线电能表连接液晶显示器，主控单片机接收电能质量采集板采集上来的电参数，使用第一在线万能表，通过液晶显示器显示电参数，主控单片机通过蓝牙、Wifi、以太网实现与上位机通讯，通过RS485通讯电路对系统各项功能人工设置，主控单片机通过串行编码来支配各个继电器的断开和闭合，能够有效地抑制电容充电时候的过电流和放电时候的过电流，主控单片机通过对电源管理器的协调管理，实现整个系统的电源供应稳定运行。所述的主控单片机型号MSP430。所述的RS485通讯电路接口使用的是SP3485芯片控制电路。所述的电能质量采集板使用的是青岛青智仪器有限公司P350。所述的电压互感器、电流互感器使用的是德力西电气的CT\PT100VA。所述的两个在线电能表使用的是柳川仪表公司的485远程三相四线电能表。所述的Wifi使用的是NodeMCUESP8266模块。所述的以太网使用的是宇泰公司的UT-620RS485转以太网TCP\IP模块。所述的电源管理模块使用的是广州能达隔离电源模块。本技术采集数据精度高，电能质量参数调节速度快，调节准确，灵活性高，具有实时性。良好的避免了人工调节慢，调节效果不好的弊端。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术主控制器电路图；图3是本专利技术RS485总线电路图；图4是本专利技术通讯电路结构示意图。具体实施方式参照图1，本技术包括主控单片机、电能质量采集板、通信模块(蓝牙无线通讯模块，WIFI无线通讯模块，以太网有线通讯模块)、在线电能表、控制键盘、自动重合闸、电源管理模块、液晶显示器、电压互感器、电流互感器、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组。主控单片机分别与RS485通讯电路(就地传送数据)、电能质量采集板(通过三相电压电流互感器采集各项交流电参数)、在线电能表(用于电能的计量)、自动重合闸(保护)、电源管理模块(给各个模块供电)、WiFi(近距离无线通讯)、蓝牙(近距离一对一无线通讯)、以太网(远程上位机通讯)、固态继电器组(控制并联的电抗器组)、电容式接触器组(控制并联的电容器组)、功率继电器组相接(控制并联的电阻器组)相接，电能质量采集板连接三相电压电流互感器，在线电能表连接液晶显示器。这里所指出的主控单片机接收电压互感器、电流互感器、电能质量采集板采集上来的电参数，通过单片机的自动分析，做出无功补偿，谐波抑制、自动重合闸等操作，同时它使用在线万能表，通过液晶显示显示电参数，主控单片机还可以通过蓝牙、Wifi、以太网实现与上位机通讯，也可以用键盘对系统各项功能人工设置。主控单片机通过串行编码来实现各个继电器的断开和闭合，能够实现各个并联的电器能够按最佳分配方案连接到电路上。电容式接触器组能够有效地抑制电容充电时的过流。主控单片机连接电源管理器，可以实现整个系统的电源管理。参照图2，主控单片机使用的是MSP430系列16位控制芯片，它的5脚和6脚接到12Mhz的无源晶振X1上面，旁边还有两个微调电容C8、C9接到GND、上面。它的7脚是复位引脚，通过一个按键SW1接到地，并且并联一个RCC10和R6充电延时电路，使得单片机能够实现上电复位功能。它的1，2，3，4脚分别是NRST，PC13、PC14和PC15是模拟出来的SPI总线接到Wifi模块、蓝牙模块或者是以太网模块的SPI接口上来进行与外部上位机的远程数据交互。10到17脚接到键盘上面的8位矩阵键盘的八位并口上面，之后通过键盘接到GND上面。通信模块通过单片机上的第18，19(PB0、PB1)脚，引接出TTL电平串口。PB2是自动重合闸的开关检测接口，通过自动重合闸的常开辅助触点接到GND上面。主控单片机的25到31口是继电器组的通讯接口，通过串行编码来实现各个继电器的断开和闭合；它的第45和46引脚接到RS485通讯总线上面。参照图3，RS485通讯电路通过主控单片机上面的D7和D8引脚接入串行数据，接到一个74VHC04六路反相器上面，使得D8的信号反相和隔离。之后和D7的信号接到SP485RS485转换芯片上面的RO和DI引脚，输出端的A和B接到485模块的接线柱JP1上面，同时485A有一个47K的上拉电阻，485B有一个47K的下拉电阻，分别接到5V网络和GND上面。之后485A和485B接到电能质量采集板上面，可以进行串行通讯。GND接到电源管理的负极，产生回路，使电路工作。参照图4，RS485通讯电路包括无线单片机(3-1)，无线单片机(3-1)的引脚16、引脚17和引脚18分别与加速度传感器(18)的引脚12、引脚10和引脚8相连接，无线单片机(3-1)的引脚44与电容C1串联，电容C1接地，无线单片机(3-1)的引脚43与电容C2串联，电容C2接地，无线单片机(3-1)的引脚44与引脚43之间并联有晶振1，无线单片机(3-1)的引脚19与电容C5串联，电容C5接地，无线单片机(3-1)的引脚21与电容C4串联，电容C4接地，无线单片机(3-1)的引脚32分别与电感L2的一端和印刷版微波传输线(3-3)的一端相连接，电感L2的另一端与无线单片机(3-1)的引脚34相连接，印刷版微波传输线(3-3)的另一端分别与电感L2的另一端、引脚34和电感L3的一端相连接，电感L3的另一端与电容C3串联，电容C3与外部天线(3-2)相连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网电能质量控制及监测系统，其特征在于：包括主控单片机、电能质量采集板、RS485通讯电路、两个在线电能表、自动重合闸、电源管理模块、液晶显示器、电压互感器、电流互感器、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、蓝牙、Wifi、以太网，主控单片机有10个输出端和2个输入端，10个输出端分别与RS485通讯电路、自动重合闸、电源管理器、Wifi、蓝牙、以太网、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、第一在线电能表相接，一个输入端连接第二在线电能表，另一个输入端连接电能质量采集板的输出端，电能质量采集板的输入端连接电压互感器和电流互感器，第一在线电能表连接液晶显示器，主控单片机接收电能质量采集板采集上来的电参数，使用第一在线万能表，通过液晶显示器显示电参数，主控单片机通过蓝牙、Wifi、以太网实现与上位机通讯，通过RS485通讯电路对系统各项功能人工设置，主控单片机通过串行编码来支配各个继电器的断开和闭合，能够有效地抑制电容充电时候的过电流和放电时候的过电流，主控单片机通过对电源管理器的协调管理，实现整个系统的电源供应稳定运行。

【技术特征摘要】
1.一种电网电能质量控制及监测系统，其特征在于：包括主控单片机、电能质量采集板、RS485通讯电路、两个在线电能表、自动重合闸、电源管理模块、液晶显示器、电压互感器、电流互感器、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、蓝牙、Wifi、以太网，主控单片机有10个输出端和2个输入端，10个输出端分别与RS485通讯电路、自动重合闸、电源管理器、Wifi、蓝牙、以太网、固态继电器组、电容式接触器组、功率继电器组、第一在线电能表相接，一个输入端连接第二在线电能表，另一个输入端连接电能质量采集板的输出端，电能质量采集板的输入端连接电压互感器和电流互感器，第一在线电能表连接液晶显示器，主控单片机接收电能质量采集板采集上来的电参数，使用第一在线万能表，通过液晶显示器显示电参数，主控单片机通过蓝牙、Wifi、以太网实现与上位机通讯，通过RS485通讯电路对系统各项功能人工设置，主控单片机通过串行编码来支配各个继电器的断开和闭合，能够有效地抑制电容充电时候的过电流和放电时候的过电流，主控单片机通过对电源管理器的协调管理，实现整个系统的电源供应稳定运行。2.根据权利要求1所述的电网电能质量控制及监测系统，其特征在于：所述的主控单片机包括MSP430芯片，其最小系统电路，RS485通讯电路，分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪秀，王晖，李殿文，王明晨，张猛，柳翔天，单双双，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：新型
国别省市：吉林,22