统计型电压监测仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种统计型电压监测仪，由ＣＰＵ主控芯片单元、电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元构成，电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元与ＣＰＵ主控芯片单元连接，（１）、ＣＰＵ主控芯片单元的时钟控制部分包括时钟芯片，时钟芯片接入ＣＰＵ主控芯片；（２）、电源单元通过电压互感器与整流桥连接电源芯片，提供两路单独电源，电源单元还连接有充电电池的备用电源电路；（３）、电压采集单元包括电压互感器和Ａ／Ｄ转换芯片，电压采样信号经电压互感器、Ａ／Ｄ转换芯片传输至ＣＰＵ主控芯片；（４）、存储部分包括外部ＦＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ；统计型电压监测仪具有快速性、准确性、实时性及稳定性，其功能多，方便电压质量管理与考核。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对电网电压进行监测的统计型电压监测仪，属于电力系统设备的

技术介绍
电力系统中，电压质量是电能质量的重要指标之一，目前，为了提高电压质量，保 持无功平衡、电网稳定，对各电压等级的用户受电端的电压监测点装设统计型电压监测仪。 但是，目前市场上的统计型电压监测仪存在很多问题1、统计型电压监测仪安装使用的环境复杂，信号以及噪音等干扰因素的不确定性 及装置自身的测量误差，会使某些监测点的数据无法实时准确获取。2、监测装置本身的高功耗也导致了当出现断电情况是终端的数据无法及时保存 与发送。3、在某些恶劣的天气条件下，终端由于工作温度范围的限制甚至不能运行。4、统计型电压监测仪的远程通信问题也一直没有好的解决方案，导致依旧有不少 地方需要靠人工抄表的方式进行，极大的降低了工作效率。等等这些问题及因素都影响电力系统中对电压监测的准确性和可靠性，从而对电 力系统无功管理以及电压质量的管理与考核带来很多麻烦。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种处理能力大、功能多、精确度高和实 时性较强的统计型电压监测仪。为解决上述技术问题本技术的技术方案是一种统计型电压监测仪，由CPU主控芯片单元、电源单元、电压采集单元、存储单 元、显示单元、数据通讯单元构成，电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯 单元的输出端与CPU主控芯片单元的输入端连接，其特征在于(1)、CPU主控芯片单元包括时钟控制部分和CPU主控芯片，时钟控制部分包括时 钟芯片，时钟芯片接入CPU主控芯片；(2)、电源单元通过电压互感器与整流桥连接电源芯片，提供两路单独电源，电源 单元还连接有充电电池的备用电源电路；(3)、电压采集单元包括电压互感器和A/D转换芯片，电压采样信号经电压互感 器、A/D转换芯片传输至CPU主控芯片；(4)、存储部分包括外部FRAM和FLASH。作为本技术的进一步改进，所述的CPU主控芯片为由μ COSII操作系统的ARM 微控制器构成。作为本技术的进一步改进，在电源芯片与CPU主控芯片间连接有 SP6205EM5-33 芯片。作为本技术的进一步改进，所述显示单元使用液晶IXD显示。上述的数据通讯单元第一个实现方案是，所述数据通讯单元利用GPRS无线通信模块通信。上述的数据通讯单元第二个实现方案是，所述数据通讯单元利用红外数据通讯模 块通{曰ο上述的数据通讯单元第三个实现方案是，所述数据通讯单元利用485/232数据通 讯模块通信。上述的数据通讯单元第四个实现方案是，所述数据通讯单元利用GPRS无线通信 模块和红外数据通讯模块结合通信。上述的数据通讯单元第五个实现方案是，所述数据通讯单元利用485/232数据通 讯模块和红外数据通讯模块结合通信。作为本技术的更进一步改进，所述数据通讯单元利用红外数据通讯模块通信 时，统计型电压监测仪配置有可进行红外数据传输的红外掌上电脑。本技术的统计型电压监测仪的优点在于1. ARM+μ COSII组成强内核，使统计型电压监测仪具有快速性、准确性、实时性及稳定性。2.低功耗、宽工作范围的系统设计。ARM处理器的分主频、降低工作电流及采用睡 眠模式等一系列手段都是的系统的功耗降到最低程度。同时配合集成度、稳定性高的芯片 让终端能够在_25°C +75°C的环境正常运行，适用于各种现场环境。3.采用两路电源芯片使用双路分模块的供电体制，外加备用电池，确保供电的可 靠性，使得在电源断电的情况下统计型电压监测仪数据依旧不会丢失，能够实时的与主站通{曰。4.采集，统计，无线数据远专于一体；大容量数据存储，双重数据备份。5.高精度的ADC、多重滤波设计使终端对于所监视的信号有很高的精度。6.模块化结构设计，通讯接口丰富具有1个RS232 口、1个RS485 口、1个红外口和 1 个 GPRS 接 口。附图说明图1为本技术的统计型电压监测仪的系统结构图；图2为本技术的统计型电压监测仪CPU主控芯片单元的原理图；图3为本技术的统计型电压监测仪电源部分的原理图；图4为本技术的统计型电压监测仪电压采样部分的原理图；图5为本技术的统计型电压监测仪A/D转换部分的原理图；图6为本技术的统计型电压监测仪存储单元的原理图；图7为本技术的统计型电压监测仪485/232数据通讯单元的原理图；图8为本技术的GPRS通信原理图；图9为本技术的显示部分原理图。具体实施方式本技术的统计型电压监测仪是以ARM芯片为系统核心，集成了对外部电压采 集，外部开关量输入、输出，通过RS232、RS485实现现场总线，键盘输入、液晶输出实现人机 接口，还有与日历/时钟芯片，电源管理等功能集成电路。图1为统计型电压监测仪的系统模块原理图，其结构特点是由以下几部分组成1、CPU主控芯片单元；2、电压采集单元3、电源单元；4、存储单元；5、显示单元；5、由GPRS数 据通讯、红外数据通讯、485/232数据通讯构成的通讯单元。监测点的采样电压信号输入电压采集单元中，如图4所示，经由电压互感器将采 样电压变为信号量输入至A/D转换芯片的采样口，得到采样电压的数字信号传输至CPU对 其进行处理，CPU通过得到的电压信号按预定的程序统计出每天或每月的最大电压值、最小 电压值以及这些电压值发生的时刻，统计出每天或每月的电压合格率、超上限率与超下限 率等统计值送入存储单元、显示单元以做相应的存储、显示工作。数据通信部分则将存储好 的数据在规定的时间内发送给主站或者其它能够与之进行数据通信的设备。从而完成电压 监测的无人化与自动化的实时监测管理。如图2所示，CPU主控芯片采用飞利浦公司的LPC2138芯片，该芯片为 ARM7-TDMI-S核微处理器。该部分的硬件模块主要由主控制芯片电源部分、时钟控制部分构 成。主控芯片的时钟信号由表贴的时晶芯片提供11.0592MHz的时钟信号输入。系统电源部分，如图3所示，其通过PT与整流桥将采样的交流电源转换成直流的 电源给电源芯片LM2576T、TL750L05CLP供电，使之能够给系统上的所有需要+5V电源的芯 片提供两路单独的+5V电源。在装置设计时还考虑到了装置断电时的情况，所以特别设计 了使用充电电池的备用电源电路，以防止当装置断电时也能够保证存储数据的不丢失及正 常的通讯功能。由于目前使用的ARM微控制器需要提供的电源电压为3. 3V，因此在电源部 分还需使用SP6205EM5-33芯片为ARM微控制器提供需要的3. 3V电源。如图5所示，电压采集部分则通过电压互感器将电压转换为数字芯片可接受的电 压输入专用的AD芯片CS5460A进行采样电压的采样转换。CS5460是CRYSTAL公司最新推 出的带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片，具有结构简单，功能齐全，性 能优良的特点，这些特点使其更便于与微处理器接口并能方便地实现电压、电流、功率的测 量和用电量累积等功能。图6为本技术的存储单元原理图，数据存储部分则采用外部FRAM与FLASH存 储数据，由于FRAM读写时间短的特性，将系统参数、终端当天、当月的数据存储其中，而将 各历史数据存放于存储容量相对较大的FLASH中。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种统计型电压监测仪，由ＣＰＵ主控芯片单元、电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元构成，电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元的输出端与ＣＰＵ主控芯片单元的输入端连接，其特征在于：（１）、ＣＰＵ主控芯片单元包括时钟控制部分和ＣＰＵ主控芯片，时钟控制部分包括时钟芯片，时钟芯片接入ＣＰＵ主控芯片；（２）、电源单元通过电压互感器与整流桥连接电源芯片，提供两路单独电源，电源单元还连接有充电电池的备用电源电路；（３）、电压采集单元包括电压互感器和Ａ／Ｄ转换芯片，电压采样信号经电压互感器、Ａ／Ｄ转换芯片传输至ＣＰＵ主控芯片；（４）、存储部分包括外部ＦＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ。

【技术特征摘要】
一种统计型电压监测仪，由CPU主控芯片单元、电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元构成，电源单元、电压采集单元、存储单元、显示单元、数据通讯单元的输出端与CPU主控芯片单元的输入端连接，其特征在于(1)、CPU主控芯片单元包括时钟控制部分和CPU主控芯片，时钟控制部分包括时钟芯片，时钟芯片接入CPU主控芯片；(2)、电源单元通过电压互感器与整流桥连接电源芯片，提供两路单独电源，电源单元还连接有充电电池的备用电源电路；(3)、电压采集单元包括电压互感器和A/D转换芯片，电压采样信号经电压互感器、A/D转换芯片传输至CPU主控芯片；(4)、存储部分包括外部FRAM和FLASH。2 根据权利要求1所述的统计型电压监测仪，其特征在于所述的CPU主控芯片为由 μ COSII操作系统的ARM微控制器构成。3.根据权利要求2所述的统计型电压监测仪，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊长，罗耀强，
申请(专利权)人：南京华瑞杰自动化设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]