[發(fā)明專利]電能質(zhì)量采集裝置及其在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410175895.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103969526B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙忠;唐麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市雙合電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 深圳市中知專利商標(biāo)代理有限公司44101
• 代理人: 張皋翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能質(zhì)量分析，特別是涉及一種電能質(zhì)量采集裝置及其在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

現(xiàn)有電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題一般包括諧波等穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題和電壓暫降等暫態(tài)電能質(zhì)量問題，前者會(huì)損壞系統(tǒng)設(shè)備、威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行，或者會(huì)直接影響甚至中斷用戶的正常供電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前對(duì)穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量的治理，以及對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量問題的檢測(cè)與定位方法，多數(shù)是基于事后的數(shù)據(jù)分析，只側(cè)重于檢測(cè)暫態(tài)電能質(zhì)量問題的起始時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間，用于工程實(shí)用有諸多限制，且無法對(duì)電能質(zhì)量深層次的問題進(jìn)行直接定位，難以協(xié)助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量綜合評(píng)估，進(jìn)而制定合理的方案改善和提高電能質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電能質(zhì)量采集裝置。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電能質(zhì)量采集裝置在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用方案。

本發(fā)明的電能質(zhì)量采集裝置技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。

這種電能質(zhì)量采集裝置，安裝在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，與監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的電壓/電流互感器信號(hào)輸出端及外部時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接，電能質(zhì)量指標(biāo)包括頻率、電壓有效值/偏差、電流有效值/偏差，電壓/電流諧波、電壓/電流序分量和三相不平衡。

這種電能質(zhì)量采集裝置的特點(diǎn)是：

包括向各個(gè)組成件提供提供穩(wěn)定電源的電源模塊、信號(hào)輸入模塊、外接授時(shí)裝置或者授時(shí)單元的對(duì)時(shí)模塊、與所述對(duì)時(shí)模塊連接的數(shù)據(jù)采集及分析模塊，分別與所述信號(hào)輸入模塊、所述對(duì)時(shí)模塊和所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊連接的背板數(shù)據(jù)總線，以及與所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊連接用于與電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)口，所述對(duì)時(shí)模塊將外接授時(shí)裝置或者授時(shí)單元的同步信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部時(shí)鐘信號(hào)，向所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊和所述信號(hào)輸入模塊提供用作精準(zhǔn)采樣點(diǎn)時(shí)標(biāo)的統(tǒng)一的同步時(shí)鐘，以確保所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊采集的高精度，并由以太網(wǎng)口實(shí)時(shí)將采集的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)傳送至電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)定值配置、電能質(zhì)量文件管理、展示實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出和打印，以及電能質(zhì)量分析，所述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)是包括電壓、電流有效值和頻率的穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，所述電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)是暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)判斷的原始數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的電能質(zhì)量采集裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。

所述對(duì)時(shí)模塊包括用于解析控制的現(xiàn)場(chǎng)可編輯邏輯門陣列(Field Programmable Gate Array，縮略詞為FPGA)、對(duì)時(shí)CPU和恒溫晶體振蕩器(Oven Controlled Crystal Oscillator，縮略詞為OCXO)，所述對(duì)時(shí)模塊通過FPGA對(duì)外接授時(shí)裝置或者授時(shí)單元的1PPS、靶場(chǎng)儀器組(Inter-Range Instrumentation Group，縮略詞為IRIG)-B信號(hào)進(jìn)行解析，生成高精度的時(shí)鐘信號(hào)，在外部衛(wèi)星信號(hào)消失時(shí)，由OCXO進(jìn)行精確守時(shí)，保證時(shí)間信號(hào)的正確性，衛(wèi)星信號(hào)恢復(fù)后，再自動(dòng)切換到外部同步時(shí)鐘對(duì)時(shí)方式，所述外接授時(shí)裝置或者授時(shí)單元是北斗定位系統(tǒng)時(shí)鐘、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，縮略詞為GPS)時(shí)鐘中的一種。

所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊，包括設(shè)有數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)分析模塊的中央處理器單元(Central Processing Unit，縮略詞為CPU)、閃存(Compact Flash，縮略詞為CF)器件和網(wǎng)口，所述數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊用于同步采集多路電壓/電流通道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、接收對(duì)時(shí)模塊生成的高精度的時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)采樣點(diǎn)打時(shí)標(biāo)，所述CF器件為CF卡，所述CF卡用于存儲(chǔ)CPU單元的數(shù)據(jù)分析模塊生成的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件和暫態(tài)錄波文件。

所述數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，一方面從背板數(shù)據(jù)總線上實(shí)時(shí)讀取已經(jīng)打時(shí)標(biāo)的采樣點(diǎn)的多路電壓/電流采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)由電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)通過以太網(wǎng)口發(fā)送的穩(wěn)態(tài)定值設(shè)定內(nèi)容，累積一定時(shí)間的電壓/電流采樣數(shù)據(jù)，持續(xù)計(jì)算電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，并按預(yù)定義的數(shù)據(jù)類型將電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，且通過背板數(shù)據(jù)總線將計(jì)算結(jié)果發(fā)送數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理；另一方面根據(jù)由電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)發(fā)送的暫態(tài)擾動(dòng)定值設(shè)定內(nèi)容，對(duì)實(shí)時(shí)采樣原始數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)判斷，若滿足暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)條件，所述實(shí)時(shí)采樣原始數(shù)據(jù)即為電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)，并按預(yù)定義的數(shù)據(jù)類型將電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，且通過背板數(shù)據(jù)總線將原始數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理。