專利名稱：電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，如靜止變流器，工業(yè)交直流變換裝置、電弧爐、大型軋鋼機、電力機車等，電力系統(tǒng)中的非線性負載，沖擊性、波動性負荷越來越多，引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生大量的高次諧波，引起電壓波動、閃變以及三相不平衡等一系列的電能質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題嚴重危害到了電網(wǎng)安全運行，成為電網(wǎng)的“公害”。另一方面，機場、銀行、精密制造業(yè)、計算機網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)監(jiān)控中心等行業(yè)，對電網(wǎng)“干凈清潔”的環(huán)境要求呈現(xiàn)出日益增加的趨勢。因此，無論從電網(wǎng)運行的需要考慮，還是從用戶的需要考慮，加強對電能質(zhì)量的監(jiān)測都是非常必要的。電能質(zhì)量用于表征電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度，包括電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量兩部分。其中， 電壓質(zhì)量又分為幅值與波形質(zhì)量兩方面，通常以電壓偏差、電壓波動與閃變、負序電壓系數(shù) (三相電壓不平衡度)等指標(biāo)來衡量電壓幅值，以電壓正弦波畸變率來衡量波形質(zhì)量。頻率質(zhì)量則以頻率偏差來衡量。電壓質(zhì)量問題又可分為穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)兩類穩(wěn)態(tài)擾動包括電壓偏差、三相不平衡、閃變以及諧波問題；暫態(tài)擾動包括暫態(tài)過電壓、電壓驟降、電壓驟升以及供電瞬時中斷問題。從發(fā)生的頻度以及對用電設(shè)備的危害程度來看，現(xiàn)代電能質(zhì)量問題主要是電壓驟降、諧波、電壓不平衡以及閃變。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置一般通過雙以太網(wǎng)或GPRS與遠方管理中心進行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交互。在中短距離通信的情況下，利用GPRS通信成本高；運用以太網(wǎng)傳輸，成本適中，但在某些場所、電力設(shè)備柜體中，沒有地方出線或不允許有其他線路出線。在這種情況下，就必須尋找一種短距離下成本低廉的無線接入技術(shù)。

實用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低廉，通訊模式選擇靈活，處理能力強大的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置， 其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和人機界面模塊，數(shù)字信號處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和人機界面模塊。所述的數(shù)字信號處理模塊包括FPGA、DSP和ARM9，F(xiàn)PGA, DSP和ARM9分別通過雙口 RAM通訊連接。所述的通信模塊包括GPRS模塊和Zigbee通訊模塊，GPRS模塊和Zigbee通訊模塊均與數(shù)字信號處理模塊的RAM連接。本實用新型所具有的有益效果是本實用新型采用FPGA+DSP+ARM9三CPU結(jié)構(gòu)，具有超強的數(shù)據(jù)處理和分析功能，應(yīng)用于電網(wǎng)可滿足最大四回路信號監(jiān)測的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，具有GPRS、Zigbee通訊模式，近距離可選擇Zigbee，遠距離可選擇GPRS、通訊模式選擇
3靈活，Zigbee成本低廉，可節(jié)省成本，并且使用方便。

圖1是本實用新型方框原理圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述如圖1所示，一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和人機界面模塊，數(shù)字信號處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和人機界面模塊。所述的數(shù)字信號處理模塊包括FPGA、DSP和ARM9，F(xiàn)PGA、DSP和ARM9分別通過雙口 RAM通訊連接。所述的通信模塊包括GPRS模塊和Zigbee通訊模塊，GPRS模塊和Zigbee 通訊模塊均與數(shù)字信號處理模塊的RAM連接。數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)線就數(shù)字信號處理模塊連接，將采集的數(shù)據(jù)送入數(shù)字信號處理模塊，數(shù)字處理模塊發(fā)送控制信號給數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)字信號處理模塊采用了 FPGA+DSP+ARM9三CPU處理方案，三個CPU并行工作。 FPGA負責(zé)數(shù)據(jù)采集，把數(shù)字信號存儲到雙口 R A M中，雙口 R A M設(shè)計成乒乓結(jié)構(gòu)，通過中斷方式，由D S P讀取雙口 R A M中采樣原始數(shù)據(jù)，并進行計算得到與電能質(zhì)量相關(guān)的計算結(jié)果。D S P計算完成后，把相關(guān)的計算結(jié)果和原始采樣數(shù)據(jù)存儲到另一片雙口 R A M中， 存儲完成后，通過中斷方式通知ARM9，ARM9讀取計算結(jié)果完成存儲、顯示、通訊等工作。由于三個C P U之間的通訊采用雙口 R A M來進行，保證了數(shù)據(jù)交換的可靠性和實時性。數(shù)字信號處理模塊與人機界面模塊連接，將相關(guān)的計算結(jié)果在顯示屏上顯示。通信模塊包括GPRS與Zigbee通訊模塊，通訊模塊與數(shù)字信號處理模塊的RAM連接，與后臺監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交互。在設(shè)置通訊方式時可根據(jù)通訊距離等情況，設(shè)置GPRS 或Zigbee通訊。DSP存儲模塊為flash存儲模塊和SRAM存儲模塊其中任一種或兩種的組合。ARM9 存儲模塊為flash存儲模塊、SD卡存儲模塊、SRAM存儲模塊其中任一種或兩種的組合或三種的組合。通信模塊為以太網(wǎng)模塊、Zigbee, RS485模塊、RS232模塊其中任一種或兩種的組合或三種的組合。在電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置距離監(jiān)控中心較遠時，可通過GPRS通訊，連接后臺，進行數(shù)據(jù)交互，當(dāng)距離較近時，通過Zigbee進行數(shù)據(jù)交互。人機界面模塊為TFT顯示屏。
權(quán)利要求1.一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字信號處理模塊、 通信模塊和人機界面模塊，數(shù)字信號處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和人機界面模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的數(shù)字信號處理模塊包括FPGA、DSP和ARM9，F(xiàn)PGA, DSP和ARM9分別通過雙口 RAM通訊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的通信模塊包括 GPRS模塊和Zigbee通訊模塊，GPRS模塊和Zigbee通訊模塊均與數(shù)字信號處理模塊的RAM 連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。所述的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和人機界面模塊，數(shù)字信號處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和人機界面模塊。本實用新型采用FPGA+DSP+ARM9三CPU結(jié)構(gòu)，具有超強的數(shù)據(jù)處理和分析功能，應(yīng)用于電網(wǎng)可滿足最大四回路信號監(jiān)測的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，具有GPRS、Zigbee通訊模式，近距離可選擇Zigbee，遠距離可選擇GPRS、通訊模式選擇靈活，Zigbee成本低廉，可節(jié)省成本，并且使用方便。
文檔編號G08C17/02GK202230158SQ20112036329
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉海龍, 文剛, 欒慶宏, 陳津 申請人:淄博康潤電氣有限公司