一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說涉及一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電力電子設(shè)備和各種非線性負(fù)載的使用，這些負(fù)荷的非線性、沖擊性和不平衡性會(huì)產(chǎn)生大量諧波注入到電網(wǎng)中，造成電壓和電流發(fā)生畸變，降低電能質(zhì)量。在煤礦供電系統(tǒng)中，采用晶閘管變流器供電的大功率直流提升機(jī)、井下皮帶運(yùn)輸機(jī)軟啟動(dòng)及變頻調(diào)速等設(shè)備，都是典型的諧波源。諧波會(huì)增加電網(wǎng)網(wǎng)損，導(dǎo)致電能的生產(chǎn)、傳輸和利用效率降低，增大了供電部門的經(jīng)濟(jì)損失。要提高電網(wǎng)電能質(zhì)量和用電設(shè)備的安全性，就必須對(duì)電力系統(tǒng)諧波進(jìn)行治理，對(duì)無功電流進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，那么就需要在實(shí)時(shí)補(bǔ)償之前將諧波電流分離出來，而分離的關(guān)鍵在于檢測(cè)到諧波成分，如幅值和相位等。由于礦井電網(wǎng)中諧波問題復(fù)雜，頻率高以及固有的非線性、分布性、隨機(jī)性、非平穩(wěn)性和影響因素的復(fù)雜性等特征，單純的分析比較困難。一般的諧波檢測(cè)儀器都只是針對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性而研制的，不能保證實(shí)時(shí)性。且礦井內(nèi)環(huán)境條件復(fù)雜，一般檢測(cè)儀器也不能抑制干擾，檢測(cè)精度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)礦井電力諧波進(jìn)行檢測(cè)，且抗干擾，檢測(cè)精度高，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步采樣，實(shí)時(shí)性好。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說涉及一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，包括電壓互感器、電壓信號(hào)調(diào)理電路、電流互感器、電流信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯器件、過零比較器、鎖相環(huán)電路、處理器、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、顯示屏和計(jì)算機(jī)，對(duì)礦井電力諧波進(jìn)行檢測(cè)，且抗干擾，檢測(cè)精度高，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步采樣，實(shí)時(shí)性好。
[0005]電壓信號(hào)調(diào)理電路一端與電壓互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電壓互感器將電路中電壓轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電壓，電壓信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電流信號(hào)調(diào)理電路一端與電流互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器將電路中電流轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電流，電流信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電流進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電壓信號(hào)調(diào)理電路和電流信號(hào)調(diào)理電路都連接在過零比較器的輸入端上，過零比較器輸出端連接有鎖相環(huán)電路和復(fù)雜可編程邏輯器件，鎖相環(huán)電路與復(fù)雜可編程邏輯器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，過零比較器將接收到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)化為規(guī)律性方波脈沖信號(hào)后輸出，鎖相環(huán)電路用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行同步采樣，復(fù)雜可編程邏輯器件用于數(shù)據(jù)緩存和控制鎖相環(huán)時(shí)鐘頻率。模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與復(fù)雜可編程邏輯器件相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬性電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。復(fù)雜可編程邏輯器件與處理器相連，處理器用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理并輸出諧波參數(shù)，處理器完成數(shù)據(jù)的通信控制。電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器與處理器相連，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)。顯示屏與處理器相連，顯示屏用于顯示處理器輸出結(jié)果。計(jì)算機(jī)與處理器相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示和系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其型號(hào)為MAX12527ETK。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)所述的處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的處理器，其型號(hào)為TMS320F812。
[0008]本實(shí)用新型一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)的有益效果為:
[0009]a.實(shí)現(xiàn)了礦井電網(wǎng)電力諧波檢測(cè)；
[0010]b.抗干擾，精度高；
[0011]c.實(shí)時(shí)性好。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說涉及一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，包括電壓互感器、電壓信號(hào)調(diào)理電路、電流互感器、電流信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯器件、過零比較器、鎖相環(huán)電路、處理器、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、顯示屏和計(jì)算機(jī)，對(duì)礦井電力諧波進(jìn)行檢測(cè)，且抗干擾，檢測(cè)精度高，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步采樣，實(shí)時(shí)性好。
[0014]電壓信號(hào)調(diào)理電路一端與電壓互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電壓互感器將電路中電壓轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電壓，電壓信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。由于電網(wǎng)中電壓諧波信號(hào)是各種頻率與幅度的波形信號(hào)，直接采集的話檢測(cè)困難，利用電壓互感器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定幅值的正弦電壓輸出，便于檢測(cè)。電壓互感器輸出的電壓信號(hào)非常微弱且幅值過高。不能直接由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集，利用電壓信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行過濾和放大后輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采集的電壓值。且信號(hào)經(jīng)調(diào)理后干擾信號(hào)減少，提升了檢測(cè)精度。
[0015]電流信號(hào)調(diào)理電路一端與電流互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器將電路中電流轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電流，電流信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電流進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。由于電網(wǎng)中電流諧波信號(hào)是各種頻率與幅度的波形信號(hào)，直接采集的話檢測(cè)困難，利用電流互感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定幅值的正弦電流輸出，便于檢測(cè)。電流互感器輸出的電流信號(hào)非常微弱。不能直接由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集，利用電流信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行過濾和放大后輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器可采集的電流值。且信號(hào)經(jīng)調(diào)理后干擾信號(hào)減少，提升了檢測(cè)精度。
[0016]電壓信號(hào)調(diào)理電路和電流信號(hào)調(diào)理電路都連接在過零比較器的輸入端上，過零比較器輸出端連接有鎖相環(huán)電路和復(fù)雜可編程邏輯器件，鎖相環(huán)電路與復(fù)雜可編程邏輯器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，過零比較器將接收到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)化為規(guī)律性方波脈沖信號(hào)后輸出，鎖相環(huán)電路用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行同步采樣，復(fù)雜可編程邏輯器件用于數(shù)據(jù)緩存和控制鎖相環(huán)時(shí)鐘頻率。在實(shí)際電網(wǎng)中，電壓和電流的頻率受各種因素的影響往往是波動(dòng)的，所以需要對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的電力信號(hào)進(jìn)行等間隔的整數(shù)倍采樣。采用鎖相環(huán)電路控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣周期，鎖相環(huán)電路發(fā)出采樣脈沖，采樣信號(hào)和被測(cè)信號(hào)同步，進(jìn)而觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行等間隔的周期采樣。且利用鎖相環(huán)電路控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器為硬件控制方式，受諧波干擾影響小。
[0017]模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與復(fù)雜可編程邏輯器件相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬性電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。復(fù)雜可編程邏輯器件與處理器相連，處理器用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理并輸出諧波參數(shù)，處理器完成數(shù)據(jù)的通信控制。數(shù)轉(zhuǎn)換器選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其型號(hào)為MAX12527ETK。該型模數(shù)轉(zhuǎn)換器具備多通道實(shí)時(shí)采樣能力，滿足系統(tǒng)要求。在諧波檢測(cè)中，不僅有顯示、通信，還需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，只使用處理器無法滿足對(duì)數(shù)據(jù)的精確處理，采用復(fù)雜可編程邏輯器件擴(kuò)展處理器的端口并實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與處理器之間的地址映射，復(fù)雜可編程邏輯器件降低了處理器的數(shù)據(jù)通信和采樣壓力，處理器對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算的速度相應(yīng)提升。處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的處理器，其型號(hào)為TMS320F812。該型處理器為數(shù)字信號(hào)處理器，運(yùn)算速度快，適合于大容量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。
[0018]電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器與處理器相連，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)。顯示屏與處理器相連，顯示屏用于顯示處理器輸出結(jié)果。計(jì)算機(jī)與處理器相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示和系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。利用顯示屏可以現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。利用計(jì)算機(jī)可遠(yuǎn)程觀測(cè)數(shù)據(jù)。
[0019]當(dāng)然上述說明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，包括電壓互感器、電壓信號(hào)調(diào)理電路、電流互感器、電流信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、復(fù)雜可編程邏輯器件、過零比較器、鎖相環(huán)電路、處理器、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、顯示屏和計(jì)算機(jī)，其特征在于:電壓信號(hào)調(diào)理電路一端與電壓互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電壓互感器將電路中電壓轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電壓，電壓信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；電流信號(hào)調(diào)理電路一端與電流互感器相連，另一端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流互感器將電路中電流轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電流，電流信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電流進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；電壓信號(hào)調(diào)理電路和電流信號(hào)調(diào)理電路都連接在過零比較器的輸入端上，過零比較器輸出端連接有鎖相環(huán)電路和復(fù)雜可編程邏輯器件，鎖相環(huán)電路與復(fù)雜可編程邏輯器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，過零比較器將接收到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)化為規(guī)律性方波脈沖信號(hào)后輸出，鎖相環(huán)電路用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行同步采樣，復(fù)雜可編程邏輯器件用于數(shù)據(jù)緩存和控制鎖相環(huán)時(shí)鐘頻率;模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端與復(fù)雜可編程邏輯器件相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬性電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出；復(fù)雜可編程邏輯器件與處理器相連，處理器用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理并輸出諧波參數(shù)，處理器完成數(shù)據(jù)的通信控制；電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器與處理器相連，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ);顯示屏與處理器相連，顯示屏用于顯示處理器輸出結(jié)果;計(jì)算機(jī)與處理器相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示和系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其型號(hào)為MAX12527ETK。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的處理器，其型號(hào)為TMS320F812。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說涉及一種礦井電力諧波檢測(cè)系統(tǒng)，抗干擾，檢測(cè)精度高，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步采樣，實(shí)時(shí)性好。電壓互感器將電路中電壓轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電壓，電壓信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電流互感器將電路中電流轉(zhuǎn)換為一定數(shù)值的定值電流，電流信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電流進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器能識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。鎖相環(huán)電路用于控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行同步采樣，復(fù)雜可編程邏輯器件用于數(shù)據(jù)緩存和控制鎖相環(huán)時(shí)鐘頻率。模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬性電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。處理器用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理并輸出諧波參數(shù)，處理器完成數(shù)據(jù)的通信控制。
【IPC分類】G01R23/16
【公開號(hào)】CN205210181
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521040726
【發(fā)明人】吳迪
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日