[實用新型]電能質量高頻諧波監測裝置

有效

• 申請號: 201320216951.3
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN203178365U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張青青;王慶玉;張高峰;王大鵬
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;山東電力集團公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R23/167
• 分類號: G01R23/167
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型具體公開了一種電能質量高頻諧波監測裝置。

背景技術

隨著工業和民生的快速發展，大量由電力電子開關構成的具有非線性特性的用電設備廣泛應用于冶金、鋼鐵、交通、化工等工業領域,如電解裝置、電氣機車、軋制機械、高頻爐等，故國內電網中的諧波污染狀況日益嚴重，在低壓配電網中這些諧波污染問題顯得尤為突出。在以往的電能質量監測裝置中對諧波監測的最大頻率為1250Hz或者2500Hz，對2500Hz以上的高頻諧波卻極少關注，電網中的高次諧波會造成旋轉電機和變壓器過熱,使電力電容器組工作不正常,甚至造成熱擊穿損壞；對電力系統中的發電機、調相機、繼電保護自動裝置和電能計量等也有很大危害,嚴重時會引發設備誤動作,造成重大事故；諧波污染對通信、計算機系統、高精度加工機械,檢測儀表等用電設備也有嚴重的干擾，目前的裝置沒法實現對高諧波的高精度檢測。

實用新型內容

為解決現有技術存在的缺點，本實用新型具體公開了一種電能質量高頻諧波監測裝置。

本實用新型采用的技術方案如下：

電能質量高頻諧波監測裝置，包括采樣裝置，所述的采樣裝置采集經過信號調理裝置調理后的電壓電流信號，發送給計算裝置，計算裝置通過通訊裝置發送給顯示裝置；所述的信號調理裝置，包括低溫漂精密電阻、固態繼電器、精密電流互感器、低噪聲運放器，所述的低溫漂精密電阻對電網高電壓信號分壓后通過固態繼電器選擇，發送給低噪聲運放器；且所述的精密電流互感器將電網大電流信號轉換后，發送給低噪聲運放器。

所述的采樣裝置為芯片AD7606，且芯片AD7606由FPGA可編程控制器控制，且芯片AD7606與低噪聲運放器連接。

所述的通訊裝置為雙口RAM數據交換器。

所述的計算裝置為DSP處理器，且DSP處理器接收FPGA可編程控制器發送的信號后，通過雙口RAM數據交換器發送給ARM處理器，ARM處理器連接有真彩觸摸液晶屏和以太網通訊裝置。

工作原理如下：電網高電壓信號經過低溫漂精密電阻分壓并通過固態繼電器的選擇，使高電壓轉換為低電壓信號，電網大電流則經過精密電流互感器（CT）轉換為小電流信號，經過轉換后的電壓和電流信號經過低噪聲運放器放大后，發送給采樣裝置，電壓和電流信號經過由FPGA可編程控制器控制的芯片AD7606采樣后，將采樣數據存儲在FPGA可編程控制器中，并每隔一定時間送給DSP處理器；數字信號送到DSP處理器后，進行FFT運算，得到所需要的數據，并存儲到雙口RAM數據交換器中，ARM處理器從雙口RAM數據交換器中取出數據，然后在真彩觸摸液晶屏上顯示，且ARM處理器從雙口RAM數據交換器中取出數據后，可以通過以太網通訊裝置將所需的數據上傳。

本實用新型的有益效果是：

裝置中采用精密低溫漂電阻分壓以保持良好的線性度和精度，根據電網電壓的高低可通過固態繼電器來選擇合適的分壓阻值，以避免信號值過大或過小，經過運放后超出A/D的采樣范圍，且固態繼電器采用隔離耦合，具有輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等優點。采樣裝置采用16位、8通道的同步采用芯片AD7606，且設置單獨的濾波器，其基頻衰減能力應高于55dB，采樣頻率高達25.6KHz，并且由ProASIC3系列的FPGA可編程控制器來控制AD7606，并進行頻率跟蹤鎖相，鎖相環進行同步采樣，以使N個采樣點均勻分布在被測電網信號的一個整周波內，消除了同步誤差，實現了無相位差的同步采樣，DSP處理器采用支持浮點運算的TIC674X系列頻率達到520MHz，能保證數據計算的精度和速度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構圖；

圖中1.低溫漂精密電阻、2.固態繼電器、3.精密電流互感器、4.低噪聲運放器、5.采樣裝置、6.FPGA可編程控制器、7、DSP處理器、8.RAM數據交換器、9.ARM處理器、10真彩觸摸液晶屏、11以太網通訊裝置。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明：