本实用新型专利技术公告了一种电能质量采集装置，安装在监测现场，与电压/电流互感器信号及外部时钟信号输出端连接，包括电源模块、信号输入模块、对时模块、数据采集及分析模块，背板数据总线，以及以太网口，电能质量综合分析系统是后台管理机，接收本装置实时传送的电能质量稳态数据和暂态数据，实现电能质量分析，实时性高，不错过任何扰动事件，能够快速提取信号的包络，准确地定位暂态电能质量扰动发生的起始时间、持续时间、扰动幅值等暂态特征，确保暂态信息提取的正确性，将电能质量暂态和稳态相结合的综合分析应用，可以弥补电能质量暂态算法的实时性差及计算量大的缺陷，精确定位电能质量暂态事件原因，保障电力系统和设备的安全稳定运行。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公告了一种电能质量采集装置，安装在监测现场，与电压/电流互感器信号及外部时钟信号输出端连接，包括电源模块、信号输入模块、对时模块、数据采集及分析模块，背板数据总线，以及以太网口，电能质量综合分析系统是后台管理机，接收本装置实时传送的电能质量稳态数据和暂态数据，实现电能质量分析，实时性高，不错过任何扰动事件，能够快速提取信号的包络，准确地定位暂态电能质量扰动发生的起始时间、持续时间、扰动幅值等暂态特征，确保暂态信息提取的正确性，将电能质量暂态和稳态相结合的综合分析应用，可以弥补电能质量暂态算法的实时性差及计算量大的缺陷，精确定位电能质量暂态事件原因，保障电力系统和设备的安全稳定运行。【专利说明】一种电能质量采集装置
本技术涉及电能质量分析，特别是涉及一种电能质量采集装置。
技术介绍
现有电力系统的电能质量问题一般包括谐波等稳态电能质量问题和电压暂降等 暂态电能质量问题，前者会损坏系统设备、威胁系统的安全运行，或者会直接影响甚至中断 用户的正常供电，造成严重的经济损失。目前对稳态电能质量的治理，以及对暂态电能质量 问题的检测与定位方法，多数是基于事后的数据分析，只侧重于检测暂态电能质量问题的 起始时刻和持续时间，用于工程实用有诸多限制，且无法对电能质量深层次的问题进行直 接定位，难以协助用户进行电能质量综合评估，进而制定合理的方案改善和提高电能质量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种电能质量 采集装置。 本技术的电能质量采集装置技术问题通过以下技术方案予以解决。 这种电能质量采集装置，安装在监测现场，与监测现场的电压/电流互感器信号 输出端及外部时钟信号输出端连接，电能质量指标包括频率、电压有效值/偏差、电流有效 值/偏差，电压/电流谐波、电压/电流序分量和三相不平衡。 这种电能质量采集装置的特点是： 包括向各个组成件提供提供稳定电源的电源模块、信号输入模块、外接授时装置 或者授时单元的对时模块、与所述对时模块连接的数据采集及分析模块，分别与所述信号 输入模块、所述对时模块和所述数据采集及分析模块连接的背板数据总线，以及与所述数 据采集及分析模块连接用于与电能质量综合分析系统通讯的以太网口，所述对时模块将外 接授时装置或者授时单元的同步信号转换为外部时钟信号，向所述数据采集及分析模块和 所述信号输入模块提供用作精准采样点时标的统一的同步时钟，以确保所述数据采集及分 析模块采集的高精度，并由以太网口实时将采集的电能质量稳态数据和暂态数据传送至电 能质量综合分析系统，实现定值配置、电能质量文件管理、展示实时波形数据和电能质量实 时监测、数据导出和打印，以及电能质量分析，所述电能质量稳态数据是包括电压、电流有 效值和频率的稳态参数的计算结果，所述电能质量暂态数据是暂态扰动启动判断的原始数 据。 本技术的电能质量采集装置技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 所述对时模块包括用于解析控制的现场可编辑逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，缩略词为FPGA)、对时CPU和恒温晶体振荡器（Oven Controlled Crystal Oscillator，缩略词为0CX0)，所述对时模块通过FPGA对外接授时装置或者授时单元的 1PPS、祀场仪器组（Inter-Range Instrumentation Group，缩略词为 IRIG)_B 信号进行解 析，生成高精度的时钟信号，在外部卫星信号消失时，由0CX0进行精确守时，保证时间信号 的正确性，卫星信号恢复后，再自动切换到外部同步时钟对时方式，所述外接授时装置或 者授时单元是北斗定位系统时钟、全球定位系统（Global Positioning System,缩略词为 GPS)时钟中的一种。 所述数据采集及分析模块，包括设有数据采集及预处理模块和数据分析模块的中 央处理器单兀（Central Processing Unit，缩略词为CPU)、闪存（Compact Flash，缩略词 为CF)器件和网口，所述数据采集及预处理模块用于同步采集多路电压/电流通道的实时 数据、接收对时模块生成的高精度的时钟信号，对采样点打时标，所述CF器件为CF卡，所述 CF卡用于存储CPU单元的数据分析模块生成的电能质量稳态趋势文件和暂态录波文件。 所述数据采集及预处理模块，一方面从背板数据总线上实时读取已经打时标的采 样点的多路电压/电流采样数据，根据由电能质量综合分析系统通过以太网口发送的稳态 定值设定内容，累积一定时间的电压/电流采样数据，持续计算电能质量稳态数据，并按预 定义的数据类型将电能质量稳态数据进行保存，且通过背板数据总线将计算结果发送数据 分析模块进行进一步处理；另一方面根据由电能质量综合分析系统发送的暂态扰动定值设 定内容，对实时采样原始数据进行暂态扰动启动判断，若满足暂态扰动启动条件，所述实时 采样原始数据即为电能质量暂态数据，并按预定义的数据类型将电能质量暂态数据进行保 存，且通过背板数据总线将原始数据发送数据分析模块进行进一步处理。 所述数据分析模块分别接收所述数据采集及预处理模块的电能质量稳态数据和 电能质量暂态数据。 所述数据分析模块将接收的电能质量稳态数据进行二次计算，统计二次计算出的 电能质量稳态趋势数据，自动生成符合预定义结构的稳态趋势文件，在CF卡存储，并将相 应的数据由以太网口发送所述电能质量综合分析系统中的后台管理机，存储在后台管理机 的硬盘，所述二次计算包括计算功率、功率因数和电能，其中功率包括有功功率、无功功率 和视在功率。 所述数据分析模块还根据暂态数据的时间标记及数据特征，将接收的电能质量暂 态数据进行暂态扰动智能判断，所述暂态扰动智能判断是采用多种暂态电能质量分析方法 分析扰动数据的有效性，对有效的暂态扰动数据，快速提取暂态电能质量信息，分析暂态扰 动的起始时刻、持续时间和扰动幅值，对暂态扰动事件进行分类，将上述暂态信息分析结果 自动生成预定义结构的暂态录波文件，在CF卡存储，并将相应的数据由以太网口发送所述 电能质量综合分析系统中的后台管理机，存储在后台管理机的硬盘，所述暂态电能质量分 析方法包括快速小波分析方法、S变换分析方法，以及时域差分分析方法。 所述数据分析模块还通过以太网口将暂态扰动启动判断的原始数据直接发送电 能质量综合分析系统。 所述数据分析模块还根据用户选择的时间段和线路名，对电压偏差、频率偏差、三 相不平衡、谐波、电压波动和闪变进行统计，并生成相应的电能质量稳态统计报告。 所述数据分析模块还对每一个暂态录波文件进行离线分析，并生成相应的电能质 量暂态分析报告。 所述信号输入模块，包括逐级连接的多路电压/电流输入电路、隔离转换及滤波 电路、电压/电流信号采样保持电路和模拟/数字（Analog/Digital，缩略词为A/D)采样电 路，所述信号输入模块将监测现场的相电压互感器和三相电流互感器的信号接入所述多路 电压/电流检输入电路，接收监测点的三相电压及三相电流，由所述隔离转换及滤波电路 进行隔离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电能质量采集装置，安装在监测现场，与监测现场的电压/电流互感器信号输出端及外部时钟信号输出端连接，其特征在于： 包括向各个组成件提供提供稳定电源的电源模块、信号输入模块、外接授时装置或者授时单元的对时模块、与所述对时模块连接的数据采集及分析模块，分别与所述信号输入模块、所述对时模块和所述数据采集及分析模块连接的背板数据总线，以及与所述数据采集及分析模块连接用于与电能质量综合分析系统通讯的以太网口； 所述对时模块包括用于解析控制的现场可编辑逻辑门阵列FPGA、对时CPU和恒温晶体振荡器OCXO，所述外接授时装置或者授时单元是北斗定位系统时钟、全球定位系统GPS时钟中的一种； 所述数据采集及分析模块，包括设有数据采集及预处理模块和数据分析模块的中央处理器单元CPU、闪存CF器件和网口，所述CF器件为CF卡； 所述信号输入模块，包括逐级连接的多路电压/电流输入电路、隔离转换及滤波电路、电压/电流信号采样保持电路和模拟/数字A/D采样电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠，唐丽，
申请(专利权)人：深圳市双合电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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