專利名稱：磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，尤指一種磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
到目前為止，通過不斷地應(yīng)用研究和技術(shù)革新，太陽能光伏和光熱發(fā)電站的技術(shù)已逐漸成熟，但制約其大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)仍是并網(wǎng)問題；其中借鑒了火力發(fā)電并網(wǎng)的DCS集散控制系統(tǒng)，使得在并網(wǎng)時(shí)段監(jiān)控系統(tǒng)的有效運(yùn)行成為了并網(wǎng)鏈條中相當(dāng)關(guān)鍵的一環(huán)，這其中最關(guān)鍵問題是如何監(jiān)視發(fā)電站的各項(xiàng)電能參數(shù)并及時(shí)上傳。近幾年，電站數(shù)據(jù)采集及初步數(shù)據(jù)分析同步進(jìn)行成了發(fā)展的一個(gè)新方向，即進(jìn)行電站設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并通過GPRS、以太網(wǎng)、WIFI等方式上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或本地電腦，使用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)或本地電腦上查看相關(guān)數(shù)據(jù)，方便電站管理人員和用戶對光伏電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)查看和管理。然而，由于計(jì)算機(jī)和微處理器的技術(shù)進(jìn)步，已無需在采集數(shù)據(jù)后再進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、生成曲線、數(shù)據(jù)分析；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以也應(yīng)該即時(shí)對以上所獲得的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，以便進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，大量節(jié)約人力成本。由于技術(shù)市場的要求不斷提高，使以上問題有可能被解決。如涉及到屬于電網(wǎng)重要參數(shù)的交流發(fā)電周期，完全可利用簡潔準(zhǔn)確的磁耦合方法和高精度芯片鎖相環(huán)電路及微處理器，分別達(dá)到對監(jiān)控的交流發(fā)電頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采樣，以及進(jìn)一步運(yùn)用饋電電流測量方法替代電壓方法并快速計(jì)算和同步顯示。這就要求有一個(gè)包括傳感裝置、采集信號處理、傳輸及顯示裝置的綜合裝置，由它來完成以上功能，為此可以選擇具有成熟技術(shù)的傳感器及信號處理顯示器等進(jìn)行高效的組合，以實(shí)現(xiàn)信號采集、處理、分析及數(shù)據(jù)顯示的多位一體化目標(biāo)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種手段方便簡易、快速，裝置本身又便于維護(hù)和顯示誤差分析指標(biāo)，且既無對外干擾又不受外界干擾的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，由采集、檢測及控制顯示三部組成。其中采集部為由采集電網(wǎng)交流周期信號的輸入、輸出端電路和若干接口組成的磁耦合探頭；檢測部包括發(fā)射設(shè)定周期脈寬方波信號的信號發(fā)生器，以及控制計(jì)數(shù)時(shí)間段的計(jì)數(shù)門；控制顯示部又包括手動檢查輸入接口、電腦微機(jī)和數(shù)字顯示器。其中磁耦合探頭的若干輸入端接口分別與手動檢查輸入接口、電腦微機(jī)通過饋線連通，其輸出端電路的輸出接口與計(jì)數(shù)門也以相應(yīng)饋線連通；計(jì)數(shù)門又分別通過相應(yīng)饋線與信號發(fā)生器、數(shù)字顯示器相連通；此外，數(shù)字顯示器亦通過饋線連通電腦微機(jī)。系統(tǒng)工作時(shí)先由磁耦合天線采集電網(wǎng)周期信號并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字化方波即門控信號，而后再輸入并控制計(jì)數(shù)門對信號發(fā)生器輸入到計(jì)數(shù)門的標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，由所得標(biāo)準(zhǔn)信號計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)和其周期推算出數(shù)字化方波脈寬即電網(wǎng)周期測量值。進(jìn)一步，所述磁耦合探頭的輸入端電路設(shè)置為閉合圓柱環(huán)狀的磁芯螺線管一體組件，通過與電網(wǎng)電力線路的磁場耦合感應(yīng)產(chǎn)生的周期感應(yīng)電流，最低阻抗諧振頻率設(shè)在每秒五十周；輸出端電路設(shè)置為模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字方波脈寬疊加裝置，利用此模擬周期感應(yīng)電流變換出成倍周期的數(shù)字脈沖方波信號，此脈沖方波信號被用作門控信號控制所述計(jì)數(shù)門。進(jìn)一步，所述信號發(fā)生器內(nèi)部設(shè)置兩套電路，其一為晶體振蕩器作為可調(diào)振蕩源，其二為方波發(fā)生器將振蕩源信號數(shù)字化后形成標(biāo)準(zhǔn)方波在固定接口用作標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。進(jìn)一步，所述計(jì)數(shù)門設(shè)置為接受門控信號控制并對所輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號周波進(jìn)行記數(shù)，然后將所記之?dāng)?shù)輸出至所述數(shù)字顯示器。進(jìn)一步，所述電腦微機(jī)與所述數(shù)字顯示器的連接饋線設(shè)定為可收電腦微機(jī)控制雙向傳輸信號，同時(shí)電腦微機(jī)還設(shè)置饋線與所述磁耦合探頭的接口連通控制其門控信號。 進(jìn)一步，所述磁耦合探頭的手動檢查輸入接口通過設(shè)置的饋線連通手動檢查信號源。進(jìn)一步，其特征在于，電網(wǎng)交流周期信號的周期測量設(shè)置為通過所述磁耦合探頭對輸電線路的交流感應(yīng)磁場進(jìn)行測量。本實(shí)用新型應(yīng)用于電網(wǎng)供電的頻率及周期監(jiān)測，采用獨(dú)特的磁場電流耦合采集信號、標(biāo)準(zhǔn)脈沖比較法確定被測試的脈沖周期，以上方法同時(shí)使用后，系統(tǒng)具有無電磁干擾、低輻射、簡便易維護(hù)，可與頻率測量相結(jié)合互補(bǔ)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適應(yīng)現(xiàn)代供電電網(wǎng)對監(jiān)控設(shè)備測量精度及快速簡捷等方面的要求。

圖1為本實(shí)用新型的監(jiān)測方案示意框圖；圖2為本實(shí)用新型·的磁耦合探頭輸入端電路安裝結(jié)構(gòu)主視示意圖；圖3為本實(shí)用新型的磁耦合探頭輸入端電路安裝結(jié)構(gòu)右視示意圖。附圖標(biāo)記:I輸入端電路 11線圈磁芯12護(hù)套13圓形卡具2輸出端電路 3計(jì)數(shù)門 4方波發(fā)生器5手動檢查6電腦微機(jī) 7數(shù)字顯示器8晶體振蕩器9被測饋線10測量線圈
具體實(shí)施方式
下面，參考附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本實(shí)用新型全面和完整，并將本實(shí)用新型的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。應(yīng)用原理之一，即磁場電流耦合測量:通過在直線型饋電線上外套磁芯線圈結(jié)構(gòu)的探測裝置，將線圈兩端由感應(yīng)磁場產(chǎn)生的饋電電流引出，進(jìn)行電流的周期信號采集并進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，形成電流周期的數(shù)字方波信號。應(yīng)用于本裝置時(shí)，如圖1、2、3所示，磁耦合探頭的輸入端電路I為閉合圓柱環(huán)狀的磁芯螺線管一體組件，由圓柱彎成的閉合環(huán)狀磁芯11和纏繞其上的螺線管10，以及集成一體的護(hù)套12和夾具13組成。檢測時(shí)將待測電力輸電線9穿過磁芯11圓環(huán)的中心并通過夾具13相互加緊固定，螺線管10的輸出端即可連接輸出端電路2工作。應(yīng)用原理之二，標(biāo)準(zhǔn)脈沖比較法:對周期或電流可進(jìn)行直接數(shù)據(jù)的檢測，也可采用間接的逆向比較方法。就像稱重一樣，可以用經(jīng)過校準(zhǔn)的稱量用具直接稱量，也可以用天平的測量方法以標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定稱重物體的質(zhì)量。如圖1、2、3所示，應(yīng)用于本實(shí)用新型裝置后即為:信號發(fā)生器的晶體振蕩器8發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)頻率周期的振蕩信號并傳輸至方波發(fā)生器4進(jìn)行信號數(shù)字化，而后形成一定脈寬的標(biāo)準(zhǔn)方波輸出至計(jì)數(shù)門3等待計(jì)數(shù)；同時(shí)，輸入端電路I采集的電網(wǎng)電力線路周期感應(yīng)電流經(jīng)輸出端電路2的模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字方波脈寬疊加后形成門控信號，在接受控制指令后門控信號控制計(jì)數(shù)門3依照門控信號的時(shí)間寬度對方波發(fā)生器4所傳來的標(biāo)準(zhǔn)方波進(jìn)行計(jì)數(shù)并輸出至數(shù)字顯示器7，經(jīng)換算顯示出門控信號的脈寬即電力線路待測交流電的周期。系統(tǒng)電氣搭建構(gòu)成:如圖1所示，本實(shí)用新型磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，由采集部(虛框11)、檢測部(虛框12)及控制顯示部(虛框13)組成。其中采集部包含輸入端電路1、輸出端電路2和若干接口組成的磁耦合探頭；檢測部包括發(fā)射設(shè)定周期脈寬方波信號的信號發(fā)生器和控制計(jì)數(shù)時(shí)間段的計(jì)數(shù)門3，信號發(fā)生器內(nèi)部又包括兩套電路，其一為晶體振蕩器8，其二為方波發(fā)生器4，控制計(jì)數(shù)時(shí)間段的計(jì)數(shù)門3 ;控制顯示部又包括手動檢查輸入接口 5、電腦微機(jī)6和數(shù)字顯示器7。其中磁耦合探頭的若干輸入端接口與手動檢查輸入接口 5、電腦微機(jī)6通過饋線連通，其輸出端電路2的輸出接口與計(jì)數(shù)門3也以相應(yīng)饋線連通；計(jì)數(shù)門3還分別通過相應(yīng)饋線與信號發(fā)生器的方波發(fā)生器4、數(shù)字顯示器7相連通；此外，數(shù)字顯示器7亦通過饋線連通電腦微機(jī)6。信號測量步驟說明:如圖1、2、3所示，系統(tǒng)工作時(shí)信號發(fā)生器的晶體振蕩器8發(fā)射振蕩信號并傳輸至方波發(fā)生器4進(jìn)行信號數(shù)字化，而后形成一定脈寬的標(biāo)準(zhǔn)方波輸出至計(jì)數(shù)門3等待計(jì)數(shù)；此外，輸入端電路I采集的電網(wǎng)電力線路周期感應(yīng)電流經(jīng)輸出端電路2的模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字方波脈寬疊加后形成門控信號；接受控制指令后計(jì)數(shù)門3依照門控信號的時(shí)間寬度對方波發(fā)生器4傳來的標(biāo)準(zhǔn)方波進(jìn)行計(jì)數(shù)并輸出至數(shù)字顯示器7顯示，數(shù)字顯示器7換算顯示成時(shí)間后再將數(shù)據(jù)傳至電腦微機(jī)6進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將控制反饋信號傳至輸出端電路2形成反饋閉環(huán)。
權(quán)利要求1.磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，包括采集部、檢測部及控制顯示部，并通過相應(yīng)饋線連通，其特征在于，所述采集部為由采集電網(wǎng)交流周期信號的輸入、輸出端電路和若干接口組成的磁耦合探頭，所述檢測部包括發(fā)射設(shè)定周期脈寬方波信號的信號發(fā)生器，以及控制計(jì)數(shù)時(shí)間段的計(jì)數(shù)門；所述控制顯示部包括手動檢查輸入接口、電腦微機(jī)和數(shù)字顯不器。
2.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述磁耦合探頭的若干輸入端接口分別與手動檢查輸入接口、電腦微機(jī)通過饋線連通，其輸出端電路的輸出接口與計(jì)數(shù)門也以相應(yīng)饋線連通；所述計(jì)數(shù)門分別通過相應(yīng)饋線與信號發(fā)生器、數(shù)字顯示器相連通；所述數(shù)字顯示器通過饋線連通電腦微機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述磁耦合探頭的輸入端電路設(shè)置為閉合圓柱環(huán)狀的磁芯螺線管一體組件。
4.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，輸出端電路設(shè)置為模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字方波脈寬疊加裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器內(nèi)部設(shè)置兩套電路，包括晶體振蕩器和方波發(fā)生器。
6.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)門設(shè)置為接受門控信號控制并對所輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號周波進(jìn)行記數(shù)，然后將所記之?dāng)?shù)輸出至所述數(shù)字顯示器。
7.如權(quán)利要求2所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述電腦微機(jī)與所述數(shù)字顯示器的連接饋線設(shè)定為可收電腦微機(jī)控制雙向傳輸信號，同時(shí)電腦微機(jī)還設(shè)置饋線與所述磁耦合探頭的接口連通。
8.如權(quán)利要求1所述的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述磁耦合探頭的手動檢查輸入接口通過設(shè)置的饋線連通手動檢查信號源。
專利摘要本發(fā)實(shí)用新型公開了一種磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，應(yīng)用于電網(wǎng)供電的頻率及周期監(jiān)測，在于提供一種手段方便簡易、快速，裝置本身又便于維護(hù)和顯示誤差分析指標(biāo)，且既無對外干擾又不受外界干擾的磁感應(yīng)式電網(wǎng)周期漂移及電流感應(yīng)監(jiān)測裝置，由采集、檢測及控制顯示三部組成，通過所述磁耦合探頭對輸電線路的交流感應(yīng)磁場進(jìn)行測量，采用獨(dú)特的磁場電流耦合采集信號、標(biāo)準(zhǔn)脈沖比較法確定被測試的脈沖周期，以上方法同時(shí)使用使得該裝置具有無電磁干擾、低輻射、簡便易維護(hù)，可與頻率測量相結(jié)合互補(bǔ)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適應(yīng)現(xiàn)代供電電網(wǎng)對監(jiān)控設(shè)備測量精度及快速簡捷等方面的要求。
文檔編號G01R19/25GK203164287SQ20122071275
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者薛黎明, 劉伯昂, 陸鈞 申請人:上海禪德智能科技有限公司