配電電能綜合測量儀及測量方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種配電電能綜合測量方法，包括如下步驟：（１）檢測三相電流、電壓輸入是否有信號，若無，重復步驟（１），若有，進入步驟（２）；（２）判斷時鐘定時采集的時刻是否已到，若未到，重復步驟（２），若已到，進入步驟（３）；（３）采集數(shù)據(jù)，濾波；（４）判斷本次采集是否需要校驗，若需要，進入步驟（５），若不需要，進入步驟（６）；（５）將前述采集的數(shù)據(jù)乘以校正因子；（６）利用基于復序列ＦＦＴ算法進行計算；（７）與限定值比較判斷是否越界，并將越界數(shù)據(jù)存儲。此種測量方法可實時測量三相電流、三相電壓的相關(guān)參數(shù)，并進行分析處理，判斷數(shù)據(jù)是否越界，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。本發(fā)明專利技術(shù)還公開一種配電電能綜合測量儀。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于用電領(lǐng)域，特別涉及一種可有效測量配電電能的測量儀器及測量方 法。
技術(shù)介紹
20世紀六七十年代以來，由于大功率變流設(shè)備和電子調(diào)壓設(shè)備的廣泛應(yīng)用，大量 家用電器普遍采用晶閘管以及其它各種非線性負荷，導致電力系統(tǒng)波形畸變?nèi)找鎳乐兀?加上競爭和充分利用電工材料，對電工設(shè)備日益傾向于采用在其磁化曲線臨界情況下甚至 在飽和區(qū)段工作，導致這些電力設(shè)備的勵磁電流波形嚴重畸變，嚴重危及電力系統(tǒng)安全運 行，從而使諧波問題倍受各國的重視和關(guān)心。在我國，隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電氣化鐵道的 發(fā)展、化工、冶金、煤炭等工業(yè)部門中大量應(yīng)用電力電子技術(shù)和引進國外的先進設(shè)備，以及 在節(jié)能工程中電力電子技術(shù)的應(yīng)用等等，在帶來技術(shù)經(jīng)濟上一系列效益的同時，也使電網(wǎng) 的諧波含量大大增加，電網(wǎng)波形畸變越來越嚴重。諧波對電力系統(tǒng)電磁環(huán)境的污染不僅危 害系統(tǒng)本身的安全，而且對廣大電力用戶的危害面也是十分廣泛。為了保障電子設(shè)備的可靠運轉(zhuǎn)，加速推廣節(jié)能高效的電力電子技術(shù)的應(yīng)用，亟需 能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的諧波進行測量的自動化裝置，為了滿足這種需要，本案專利技術(shù)人對諧波 測量及分析裝置進行深入研究，本案由此產(chǎn)生。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的，在于提供一種，其可實時測 量三相電流、三相電壓的相關(guān)參數(shù)，并進行分析處理，判斷數(shù)據(jù)是否越界，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運 行。為了達成上述目的，本專利技術(shù)的解決方案是一種配電電能綜合測量方法，包括如下步驟(1)檢測三相電流、電壓輸入是否有 信號，若無，重復步驟(1)，若有，進入步驟(2) ； (2)判斷時鐘定時采集的時刻是否已到，若 未到，重復步驟(2)，若已到，進入步驟(3) ；(3)采集數(shù)據(jù)，濾波；(4)判斷本次采集是否需 要校驗，若需要，進入步驟(5)，若不需要，進入步驟(6) ； (5)將前述采集的數(shù)據(jù)乘以校正因 子；(6)利用基于復序列FFT算法進行計算；(7)與限定值比較判斷是否越界，并將越界數(shù) 據(jù)存儲。—種配電電能綜合測量儀，包括AD采集模塊、計算模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、通 訊模塊、存儲模塊、時鐘模塊和邏輯控制模塊;AD采集模塊采樣三相電流、電壓后，送入計 算模塊；計算模塊對前述三相電流、電壓進行數(shù)據(jù)處理后，在邏輯控制模塊的控制下，一方 面將計算結(jié)果送入顯示模塊進行顯示，另一方面將越界數(shù)據(jù)送入存儲模塊；邏輯控制模塊 還通過通訊模塊與外界進行通訊；鍵盤模塊和時鐘模塊均與計算模塊連接。上述AD采集模塊包括電流變換器、電壓變換器、濾波電路和ADC模塊，三相電流、 三相電壓分別經(jīng)電流變換器、電壓變換器后，再經(jīng)濾波電路、ADC模塊，進入計算模塊。3上述顯示模塊采用IXD顯示模塊。上述通訊模塊采用RS232/485通訊模塊。采用上述方案后，本專利技術(shù)通過采樣三相電流、三相電壓，并進行相關(guān)處理后，與標 準值進行比較后，一方面將比較結(jié)果進行顯示，同時存儲越界數(shù)據(jù)，具有以下優(yōu)點(1)測量三相電流、電壓的幅值，有效值，可防止電壓過高對用電設(shè)備造成危害。用 電設(shè)備設(shè)計在額定電壓時性能最好、效率最高，但當電壓偏離額定值時，其性能和效率都會 降低，有的還會減少使用壽命，當電壓偏差超過一定值時，會引起設(shè)備的損壞；(2)鑒定實際電力系統(tǒng)及諧波源用戶的諧波水平是否符合標準的規(guī)定，包括對所 有諧波源用戶的設(shè)備投運時的測量；(3)可對電氣設(shè)備在調(diào)試、投運過程中的諧波進行測量，以確保設(shè)備投運后電力系 統(tǒng)和設(shè)備的安全經(jīng)濟運行；(4)可進行諧波故障或異常原因的測量，諧波專題測試，如諧波阻抗、諧波潮流、諧 波諧振和放大等；(5)通過測量相位，有功功率，無功功率和視在功率的測量計算，可以優(yōu)化配置電 力設(shè)備，提高功率因素；(6)通過測量檢測出電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因，從而通過必要的手段，如繼電保護， 電網(wǎng)濾波，反饋控制等使電網(wǎng)穩(wěn)定運行。附圖說明圖1是本專利技術(shù)較佳實施例的系統(tǒng)框圖；圖2是本專利技術(shù)較佳實施例中AD采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)較佳實施例的流程圖。具體實施例方式參考圖1所示，是本專利技術(shù)一種配電電能綜合測量儀的結(jié)構(gòu)連接框圖，包括AD采 集模塊1、計算模塊2、顯示模塊3、鍵盤模塊4、通訊模塊5、存儲模塊6、時鐘模塊7和邏 輯控制模塊8，在本文所示的較佳實施例中，采用高速數(shù)字信號處理器DSP2407，其中綜 合了 AD采集模塊1、計算模塊2、顯示模塊3、鍵盤模塊4、通訊模塊5、存儲模塊6和時 鐘模塊7，而邏輯控制模塊8采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)，具體選用ALTERA公司的 EPM7128AETC100-10，它屬于MAX7000A系列，以第二代多陣列矩陣結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，是一種高性 能、高密度的COMS EEPROM器件。AD采集模塊1包括電流變換器11、電壓變換器12、濾波電路13和ADC模塊14，參 考圖2所示，待測線路上的三相交流電壓和交流電流分別經(jīng)過電流變換器(CT) 11、電壓變 換器(PT) 12后變成范圍在-5V +5V的交流電壓信號，送入ADC模塊14，ADC模塊14完成 采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換，結(jié)果送入計算模塊2。計算模塊2對前述三相電流、電壓進行數(shù)據(jù)處理 后，在邏輯控制模塊8的控制下，一方面將計算結(jié)果送入顯示模塊3進行顯示，另一方面將 越界數(shù)據(jù)送入存儲模塊6 ；邏輯控制模塊8還通過通訊模塊5與外界進行通訊；鍵盤模塊4 和時鐘模塊7均與計算模塊2連接。顯示模塊3用于直觀查詢裝置記錄的各項不合格電能質(zhì)量指標數(shù)據(jù)，其液晶屏幕選用為128X64點陣液晶，綠色背光顯示。鍵盤模塊4和顯示模塊2 —起作為現(xiàn)場的 人機界面，可以對該裝置的電能質(zhì)量參數(shù)進行設(shè)置、調(diào)整以及查詢。顯示模塊3具體采用 MGLS12864T-HT模塊，它是內(nèi)藏東芝公司的T6963C控制芯片的128X64點陣的LCD。在LCD 控制板中有行列驅(qū)動器、8KBRAM、控制電路和時序電路等。通過對控制器的編程，實現(xiàn)點陣 式LCD的各種應(yīng)用，顯示本實施例需要的文本、圖形、數(shù)字、字母、特殊字符及漢字。在保證能完成各種功能的情況下，為了使操作簡單，選用盡量少的按鍵數(shù)(本實 施例選用4個)，采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)，實行功能復用。本裝置的按鍵部分直接采用DSP的 I/O 口作為輸入。按鍵掃描方式采用查詢方式，即在程序中對相應(yīng)I/O 口狀態(tài)進行查詢，確 認是否有鍵按下，然后調(diào)用相應(yīng)的按鍵處理程序。為了實現(xiàn)裝置與外部進行不同方式的數(shù)據(jù)通信，設(shè)計多種通信接口。通過RS-232 方式可以實現(xiàn)裝置與GPRS MODEM之間的通信；RS-485方式使得本裝置能夠同其他電表設(shè) 備進行現(xiàn)場通信；本系統(tǒng)采用專門的異步通信芯片TLIUC550來擴展LF2407A的串口，可以 避開采用MCBSP來實現(xiàn)串行通信的缺點，使DSP器件實現(xiàn)穩(wěn)定、準確的串行通信。TLIUC550 的主要功能是接收外設(shè)或者調(diào)制解調(diào)器來的串行數(shù)據(jù)，并將它們轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)送給DSP ； 接收從DSP來的并行數(shù)據(jù)，并將它們轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去。為節(jié)省電路板資源，邏輯控制模塊8采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)，CPLD在整 個電路中的邏輯控制包括對DSP中斷的管理，對DSP存儲空間的選擇和讀寫控制，對AD采 樣和采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂疲瑢ν獠繑U展存儲器訪問的控制，對LCD顯示的控制，對鍵盤輸入 的響應(yīng)控制，對通信接口的控制。另外，本實施例還在DSP設(shè)置許多外本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種配電電能綜合測量方法，其特征在于包括如下步驟：（１）檢測三相電流、電壓輸入是否有信號，若無，重復步驟（１），若有，進入步驟（２）；（２）判斷時鐘定時采集的時刻是否已到，若未到，重復步驟（２），若已到，進入步驟（３）；（３）采集數(shù)據(jù)，濾波；（４）判斷本次采集是否需要校驗，若需要，進入步驟（５），若不需要，進入步驟（６）；（５）將前述采集的數(shù)據(jù)乘以校正因子；（６）利用基于復序列ＦＦＴ算法進行計算；（７）與限定值比較判斷是否越界，并將越界數(shù)據(jù)存儲。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何敏，楊冠魯，張嵩，王華峰，張曉暉，陳錦桂，林升，
申請(專利權(quán))人：廈門電力成套設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：92[中國|廈門]