一种可监测电能质量的多功能计量装置制造方法及图纸

一种可监测电能质量的多功能计量装置，属于电能质量监测技术领域，其特征在于包括TI公司的TMS320VC5402芯片为核心的通信单元、电流隔离模块、电压隔离模块、A/D转换模块、McBSP模块、中央微处理器芯片以及辅助电源，所述辅助电源连通A/D转换模块、McBSP模块和中央微处理器芯片，三相电压/电流经过电流隔离模块、电压隔离模块转换后滤除高次谐波，送至A/D转换模块，A/D转换模块将采样完的数字信号送入McBSP模块，经McBSP接口模块处理后的各实时电参量经通信单元送给中央微处理器芯片进行显示。本实用新型专利技术结构简单紧凑，功能完备，工作稳定，易于实施。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电能质量监测
，具体涉及一种对电力系统中各参数的实时、准确地测量的电能质量监控分析系统。
技术介绍
现有技术的电能质量计量装置对监测间谐波电压波动、闪变、骤升、骤降、暂时中断、暂时过电压、瞬时过电压等测量难以实现，中国技术专利C拟833607，名称“多功能电能计量仪”(公开日为2006-11-01)提供一种多功能电能计量仪，用于计量负载电度参数， 其包括对模拟交流电信号采样及模数转换的数据采集模块、对数据采集模块中的谐波信号进行分解及对基波、各次谐波的正、反方向有功电度与无功电度测量、计算的数字信号处理模块；含时钟、串口及LCD显示控制的微处理器模块。该计量仪能够分时段精确计量，提高电能质量，但具体参数的测量较不方便，限制了其应用。
技术实现思路
为克服上述存在的不足，本技术目的在于提供一种提高电能质量，对电能质量参数指标准确的监测和分析，对电力系统中各参数的实时、准确地测量、操作方便，具有实时性、准确性以及快速性的可监测电能质量的多功能计量装置。为实现本技术目的，采用如下技术方案实现的本可监测的目的是采用如下技术方案实现的。一种可监测电能质量的多功能计量装置，其特征在于包括TI公司的 TMS320VC5402芯片为核心的通信单元、电流隔离模块、电压隔离模块、16位多通道串行输出A/D转换模块、McBSP模块、以16位低功耗单片机MSP430F149为核心的中央微处理器芯片以及辅助电源，所述中央微处理器芯片的显示输出端通过面板接口外接用于显示检测数据的显示装置，所述中央微处理器芯片的监控端通过可编程逻辑器件与开关量输出输入模块连接，所述辅助电源连通A/D转换模块、McBSP模块和中央微处理器芯片，三相电压/电流经过电流隔离模块、电压隔离模块转换后滤除高次谐波，送至A/D转换模块，A/D转换模块将采样完的数字信号送入McBSP模块，经McBSP接口模块处理后的各实时电参量经通信单元送给中央微处理器芯片进行显示。本技术多功能计量装置的监测主站通过网络与在线监测装置进行通信，实现对监测装置的远程维护和电能质量监测数据收集、处理、发布等功能。本技术多功能计量装置针对现有技术的不足，通过基于DSP的快速傅里叶变换算法，对装置开发涉及到的软硬件作出部分改进，对下位机重新作出设计，构架了 DSP (微处理器)+MCU (多点处理单元)方案，由DSP对采样数据作进一步抗混叠处理后，计算出各电力参数并通过快速傅里叶算法进行谐波分析，并将需要的参数进行存储。经过DSP处理后的各实时电参量经通信单元送给以MSP430F149为核心的上位机进行显示。系统设计包括键盘输入控制电路以及 LCD液晶显示电路，实现友好、直观的人机接口，可以测量电压波动、闪变、骤升、骤降、暂时中断、暂时过电压、瞬时过电压。所述多功能计量装置包括键盘输入控制电路和输入按键，按键可设6个，分别是 “菜单”、“复位”、“确认”、“ ”、“丨”和“返回”。本技术可监测电能质量的多功能计量装置结构简单紧凑，功能完备，工作稳定，易于实施，对社会所存在的电能质量问题进行有效地监测、数据分析，以保证电网安全、 经济运行。附图说明图1为本技术可监测电能质量的多功能计量装置的结构框图；图2为本技术可监测电能质量的多功能计量装置的电子线路图。具体实施方式下面结合具体实施例来对本技术进行进一步说明，但并不将本技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。实施例1见图1和图2，一种可监测电能质量的多功能计量装置结构中，包括TI公司的TMS320V⑶402 芯片为核心的通信单元、电流隔离模块、电压隔离模块、16位多通道串行输出A/D模块7、 McBSP模块8、以16位低功耗单片机MSP430F149为核心的中央微处理器芯片以及辅助电源 2，所述辅助电源2连通16位多通道串行输出A/D模块7、McBSP模块8和MSP430F149模块 11，三相电压/电流经过精密电压电流互感器(CT电流隔离模块3和PT电压隔离模块4)转换后滤除高次谐波，送至AD73360 16位多通道串行输出A/D转换模块7。A/D转换模块7 将采样完的数字信号送入McBSP模块(DSP模块)8。经过McBSP模块8处理后的各实时电参量经通信单元TMS320VCM02模块10送给以MSP430F149模块11为核心的中央微处理器芯片(上位机)进行显示。本装置中，A/D转换模块7 (AD73360模块)对模拟前端滤波器的要求不高，采用交流耦合的差分输入，通过McBSP模块8的McBSP接口与TMS320VCM02模块10相连，A/ D转换模块7的串口时钟SCLK信号作为McBSP模块8接口的发送时钟信号(CLKXO)和接收时钟信号(CLKRO) ；McBSP模块8的发送引脚(FSXO)、接收帧同步引脚(FSRO)与AD73360 模块7的输入引脚(SDIFS)、输出帧同步(SDOre)连接到一起，使McBSP模块8的发送信号 (FSXO)和接收帧同步时钟信号(FSRO)与AD73360模块的输出帧同步信号(SD0FQ保持同步。A/D转换模块7的数据输出引脚(SDO)和输入引脚(SDI)分别与McBSP模块11的数据接收引脚(DRO)和数据发送引脚(DXO)相连。A/D转换模块7 ( AD73360)的激活信号SE由锁相倍频电路的输出倍频信号AD_SE触发，实现同步锁相采集。A/D转换模块7 ( AD73360)的驱动时钟信号MCLK可以由DSP分频得到，也可以由晶振直接产生，A/D转换模块7 ( AD73360)的最高输入时钟为16.384 MHz。TMS320VC5402 模块 10 提供一个 HPI 主机接口，当 TMS320VC5402 模块 10 与主机传送数据时，HPI能自动地将外部接口连续传来的8位数组合成16位数，并传送至TMS320VC5402 模块 10。本技术可监测电能质量的多功能计量装置，实现了对包括三相电流/电压在内的各电参量的测量、显示控制以及通信等功能，系统以准确采样与处理为基础，兼顾整体的设计简单、成本低廉等因素。所述A/D转换模块中采用Σ -Δ A/D转换的原理，具有良好的内置抗混叠性能，所以对模拟前端滤波器的要求不高，用一阶RC低通滤波器就能满足要求。其采样率和输入信号增益都是可编程的，采样率可分别设置为64 kS/s、32 kS/s、16 kS/s和8 kS/s(输入时钟为16. 384 MHz时)，增益可在0 dB 38 dB之间选择。AD73360能保证6路模拟信号同时采样，且在变换过程中延迟很小。本系统中AD73360采用交流耦合的差分输入，通过McBSP 接口与TMS320V⑶402相连，接口信号线的数目只有6条，简捷高效。采样数据由DSP作进一步抗混叠处理后，计算出各电力参数并通过快速傅里叶算法进行谐波分析，并将需要的参数进行存储，经过DSP处理后的各实时电参量经通信单元送给以MSP430F149为核心的上位机进行显示。见图1 MSP430F149模块11连接按键模块(键盘输入控制电路)以及IXD液晶显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可监测电能质量的多功能计量装置，其特征在于包括ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２芯片为核心的通信单元、电流隔离模块、电压隔离模块、１６位多通道串行输出Ａ／Ｄ转换模块、ＭｃＢＳＰ模块、以１６位低功耗单片机ＭＳＰ４３０Ｆ１４９为核心的中央微处理器芯片以及辅助电源，所述中央微处理器芯片的显示输出端通过面板接口外接用于显示检测数据的显示装置，所述中央微处理器芯片的监控端通过可编程逻辑器件与开关量输出输入模块连接，所述辅助电源连通Ａ／Ｄ转换模块、ＭｃＢＳＰ模块和中央微处理器芯片，三相电压／电流经过电流隔离模块、电压隔离模块转换后滤除高次谐波，送至Ａ／Ｄ转换模块，Ａ／Ｄ转换模块将采样完的数字信号送入ＭｃＢＳＰ模块，经ＭｃＢＳＰ接口模块处理后的各实时电参量经通信单元送给中央微处理器芯片进行显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘立冬，
申请(专利权)人：杭州华泰电气技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86