本实用新型专利技术涉及一种电能质量监测装置及电容器综合能耗测量装置，本实用新型专利技术通过电压互感器和电流互感器采集电网的电压、电流信号，并经过调理电路，调至AD采样电路输入所要求的范围后输出至AD采样电路，AD采样电路将得到的模拟信号转换为数字信号，并输出至ARM处理器和DSP处理器中，DSP处理器对接收到的数据进行处理，得到电能质量参数和电容器能耗参数，ARM处理器将A/D转换电路传递的各数字信号、以及通过DSP处理器得到的电能质量参数和电容器能耗参数输出到显示器显示。本实用新型专利技术可以快速、准确的定量分析多个电能质量指标导致的电容器能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种电能质量监测装置及电容器综合能耗测量装置
本申请属于电力设备能耗监测领域，具体涉及一种电能质量监测装置及电容器综合能耗测量装置。
技术介绍
节能降损是智能电网的发展方向之一，电力电容器作为主要无功功率补偿装置，大批量应用在电力系统中，对提高电力系统的稳定性、提高电能质量和减小电网的损失起着至关重要的作用。近年来，随着配电网中电力电子设备和感性负载的广泛应用，电网系统无功不足的问题也日益突出，为解决这个问题，通常需要装设无功补偿装置。用电容器作为无功补偿时，投资少，便于分散安装，得到了很好的推广和应用，各种补偿装置和补偿方式也越来越多。由于电容器在电力系统中应用愈加广泛，即使是一点损失，累计起来也很大，因此电容器的节能改造、能耗原因分析等是节能的重要举措之一。另一方面，随着电网中负载日益复杂多样，谐波、电压偏差、不平衡等电能质量现象已经普遍存在。电能质量的长期研究和分析表明，不同电能质量现象都或多或少会给电气设备(包括电容器)带来额外的能耗，例如当谐波电流叠加在电容器的基波电流上，可使电容器的运行电流有效值增加，造成电容器额外增加发热损耗；当系统中的无功功率平衡发生变化，电容器将出现过补偿或欠补偿的情况，导致系统中的电压偏离额定电压，从而影响电容器的端电压，进而影响电容器的有功损耗；当三相电容器组各相端电压出现不平衡时，也会导致电容器损耗增加。但由于电能质量和节能是两个相对独立的领域，目前国内外对电能质量数据的应用研究尤其是劣质电能质量导致的设备能耗的研究工作还处于起步阶段，停留在定性分析层面，尚没有研究出直观、准确的定量分析方法和装置。因此实际工作中无法定量计算电能质量对电容器综合能耗的影响，无法评估电能质量治理的直接经济效益，影响到电网设备节能工作的开展。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：解决现有技术中电能质量对电容器综合能耗影响难以量化的问题。为解决上述技术问题，本技术提供了一种电能质量监测装置及电容器综合能耗测量装置，基于电能质量指标数据和电容器参数，可以快速、准确的定量计算多个电能质量指标导致的电容器能耗，解决了目前劣质电能质量对电网设备能耗的影响无法定量计算的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术第一方面提供一种电能质量监测装置，包括：电压互感器、电流互感器、信号调理电路、A/D采样电路、ARM处理器、DSP处理器和显示器；所述电压互感器的一次侧连接电网一次回路，所述电压互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述电流互感器的一次侧连接至电网一次回路，所述电流互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述信号调理电路的输出端连接至A/D采样电路的模拟输入端，所述A/D采样电路的数字输出端连接DSP处理器和ARM处理器的信号输入端，所述DSP处理器和ARM处理器的数据输入输出端口连接；所述显示器连接至所述ARM处理器的信号输出端，用于显示电能质量参数。本技术第二方面提供电容器综合能耗测量装置，包括本技术第一方面所述的电能质量监测装置，还包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块通过RS485总线与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器用于将通过模拟量输入模块采集的电容器参数传输至DSP处理器。本技术达到的有益效果：本技术基于电能质量指标数据和电容器参数，可以快速、准确的定量分析多个电能质量指标导致的电容器能耗。本技术实现了装置的人机交互界面，实时性好。附图说明下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。图1是本技术实施例的电能质量监测装置的结构原理图；图2是本技术实施例的信号调理电路的结构原理图；图3是本技术实施例的跟随电路的原理图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。实施例1本技术提供了一种电能质量监测装置，如图1所示，包括：电压互感器、电流互感器、信号调理电路、A/D采样电路、ARM处理器、DSP处理器和显示器；所述电压互感器的一次侧连接电网一次回路，所述电压互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述电流互感器的一次侧连接至电网一次回路，所述电流互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述信号调理电路的输出端连接至A/D采样电路的模拟输入端，所述A/D采样电路的数字输出端连接DSP处理器和ARM处理器的信号输入端，所述DSP处理器和ARM处理器的数据输入输出端口连接；所述显示器连接至所述ARM处理器的信号输出端，用于显示电能质量参数。本实施例中，电压互感器用于采集电网中的电压采样信号，将采集到的电网强电压信号转换为弱电压信号，并输出至信号调理电路。所述电流互感器用于采集电网中的电流采样信号，将采集到的电网强电流信号转换为弱电流信号，输出至信号调理电路。信号调理电路将电压互感器和电流互感器输出的弱电压信号和弱电流信号放大、偏置，调至A/D采样电路输入所要求的范围，并把调理好的弱电压信号和弱电流信号输出至A/D采样电路。A/D采样电路，将从信号调理电路获取到的模拟信号转换成数字信号，并将信号输出至ARM(AdvancedRISCMachines，高级精简指令集处理器)处理器和DSP处理器中。DSP处理器主要用于接收A/D转换电路传递的各数字信号，并对接收到的数据进行处理，得到如谐波电压、谐波电流、闪变、基波电压、电压偏差等电能质量参数。ARM处理器用于将A/D转换电路传递的各数字信号、以及通过DSP处理器得到的谐波电压、谐波电流、闪变、基波电压、电压偏差等电能质量参数输出到显示器显示。可选的是，如图2所示，所述信号调理电路包括差分放大器和偏置电路，所述电压互感器和电流互感器的信号输出端连接所述差分放大器的信号输入端，所述差分放大器的信号输出端连接所述偏置电路的信号输入端，所述偏置电路的信号输出端连接所述ARM处理器和DSP处理器。本实施例中，电压互感器和电流互感器采集到的电网中的电压或电流信号，经过差分放大器对信号进行放大，在降噪的同时还能够提高信号的额驱动能力。经过差分放大器放大后的电压或电流信号通过偏置电路，将电压或电流信号调至A/D采样电路输入所要求的范围。本实施例的信号调理电路还进一步设置了跟随电路，所述偏置电路的信号输出端连接所述跟随电路的信号输入端，并作为所述信号调理电路的一个信号输出端连接ARM处理器，所述跟随电路的信号输出端作为信号调理电路的另一个信号输出端连接所述DSP信号处理器。经过偏置电路输出的电压或电流信号，一路进入ARM处理器，另一路经过跟随电路进入DSP处理器，跟随电路能够起到隔离两路AD采样通道的作用，还能够防止ARM处理器和DSP处理器同时采样而造成的相互干扰。如图3所示，本实施例所述跟随电路包括放大器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括：电压互感器、电流互感器、信号调理电路、A/D 采样电路、ARM 处理器、DSP 处理器和显示器；所述电压互感器的一次侧连接电网一次回路，所述电压互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述电流互感器的一次侧连接至电网一次回路，所述电流互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；/n所述信号调理电路的输出端连接至 A/D 采样电路的模拟输入端，所述 A/D采样电路的数字输出端连接DSP 处理器和 ARM 处理器的信号输入端，所述 DSP处理器和 ARM 处理器的数据输入输出端口连接；/n所述显示器连接至所述 ARM 处理器的信号输出端，用于显示电能质量参数；/n所述信号调理电路包括差分放大器和偏置电路，所述电压互感器和电流互感器的信号输出端连接所述差分放大器的信号输入端，所述差分放大器的信号输出端连接所述偏置电路的信号输入端，所述偏置电路的信号输出端连接所述 ARM 处理器和 DSP 处理器。/n
【技术特征摘要】
1.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括：电压互感器、电流互感器、信号调理电路、A/D采样电路、ARM处理器、DSP处理器和显示器；所述电压互感器的一次侧连接电网一次回路，所述电压互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；所述电流互感器的一次侧连接至电网一次回路，所述电流互感器的二次侧连接至信号调理电路的输入端；
所述信号调理电路的输出端连接至A/D采样电路的模拟输入端，所述A/D采样电路的数字输出端连接DSP处理器和ARM处理器的信号输入端，所述DSP处理器和ARM处理器的数据输入输出端口连接；
所述显示器连接至所述ARM处理器的信号输出端，用于显示电能质量参数；
所述信号调理电路包括差分放大器和偏置电路，所述电压互感器和电流互感器的信号输出端连接所述差分放大器的信号输入端，所述差分放大器的信号输出端连接所述偏置电路的信号输入端，所述偏置电路的信号输出端连接所述ARM处理器和DSP处理器。
2.根据权利要求1所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述信号调理电路还包括跟随电路，所述偏置电路的信号输出端连接所述跟随电路的信号输入端，并作为所述信号调理电路的一个信号输出端连接ARM处理器，所述跟随电路的信号输出端作为信号调理电路的另一个信号输出端连接所述DSP信号处理器。
【专利技术属性】
技术研发人员：李琼林，刘书铭，王毅，代双寅，张博，唐钰政，郑晨，朱明丽，耿莉莉，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41
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