電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，該裝置包括電壓互感器、電流互感器、預(yù)處理模塊、微處理器、存儲(chǔ)器以及通信模塊，其中：預(yù)處理模塊、存儲(chǔ)器以及通信模塊分別連接至微處理器，電壓互感器和電流互感器分別用于采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并分別連接至所述預(yù)處理模塊的對(duì)應(yīng)接口以建立模擬信號(hào)的傳輸通道，預(yù)處理模塊對(duì)前述運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)，微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。本發(fā)明的裝置和方法即可獨(dú)立使用時(shí)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)用戶電網(wǎng)電能質(zhì)量，又可組網(wǎng)使用，保證系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的深入分析。
【專利說(shuō)明】電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力儀表【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，各種非線性負(fù)荷在各種工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用，導(dǎo)致大量高次諧波注入電網(wǎng)，致使電網(wǎng)電能質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響對(duì)電能質(zhì)量敏感的自動(dòng)控制設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)行電能質(zhì)量全面管理，保證電網(wǎng)電能質(zhì)量，可以降低電力用戶因保障自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行而增加的電源保障設(shè)備的投入，降低電力用戶的運(yùn)營(yíng)成本，然而現(xiàn)有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀表只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理，所采集的海量數(shù)據(jù)均需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給電能質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行集中處理，不但對(duì)電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的硬件配置提出了極高的要求，還要求極高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，降低了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，獨(dú)立使用時(shí)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)用戶電網(wǎng)電能質(zhì)量，在和上位機(jī)連接或組網(wǎng)使用時(shí)，正常情況下只傳輸電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析圖表，降低了數(shù)據(jù)傳輸量和上位機(jī)或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量，當(dāng)電能質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題可將問(wèn)題時(shí)間段的電力參數(shù)傳輸給上位機(jī)或系統(tǒng)，保證系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的深入分析。
[0004]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，包括電壓互感器、電流互感器、預(yù)處理模塊、微處理器、存儲(chǔ)器以及通信模塊，其中:預(yù)處理模塊、存儲(chǔ)器以及通信模塊分別連接至微處理器，電壓互感器和電流互感器分別用于采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并分別連接至所述預(yù)處理模塊的對(duì)應(yīng)接口以建立模擬信號(hào)的傳輸通道，預(yù)處理模塊對(duì)前述運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)，微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
[0005]進(jìn)一步，所述預(yù)處理模塊包括鑒相電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩存區(qū)、接口電路以及子處理器，其中:鑒相電路用于對(duì)傳感器組采集的三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)以及對(duì)應(yīng)相的電壓電流信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，獲得三相電壓相位差、三相電流相位差、各相電壓電流相位差信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對(duì)前述三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；子處理器控制前述數(shù)字信號(hào)通過(guò)接口電路傳輸至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析包括:根據(jù)電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)；采用過(guò)零計(jì)數(shù)法計(jì)算各相電壓電流頻率以及頻差；根據(jù)電壓電流信號(hào)、電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率；根據(jù)三相電流信號(hào)和零線電流信號(hào)采用平衡法計(jì)算漏電流；計(jì)算各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率；根據(jù)有功功率、無(wú)功功率采用數(shù)值積分方法計(jì)算當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0006]進(jìn)一步，所述電能質(zhì)量分析過(guò)程包括相電壓分析、線電壓分析、相電流分析、電流諧波分析以及電壓諧波分析，其中:
相電壓分析:計(jì)算相電壓偏差和三相電壓不平衡度；
線電壓分析:計(jì)算線電壓偏差和三相線電壓不平衡度；
相電流分析:計(jì)算三相電流不平衡度；
電流諧波分析:計(jì)算諧波電流奇次總畸變率、偶次總畸變率、各相2-31次諧波電流含有率:
電壓諧波分析:計(jì)算電壓基波有效值、諧波電壓總畸變率、奇次諧波總畸變率、偶次諧波總畸變率、各相2-31次諧波含有率；
所述電力參數(shù)包括三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)、各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)、各相電壓電流頻率以及頻差、各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率、漏電流、各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率、當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0007]進(jìn)一步，所述微處理器控制將電能質(zhì)量分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入存儲(chǔ)器中的可視化圖表庫(kù)內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步，所述裝置還包括一顯示模塊，連接至微處理器，用于以可視化方式將分析結(jié)果表征出來(lái)。
[0009]進(jìn)一步，所述通信模塊包括無(wú)線通信子模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊以及互聯(lián)網(wǎng)接口模塊中的至少一種，用于實(shí)現(xiàn)與外部裝置或網(wǎng)絡(luò)的信息通信。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一方面還包括一應(yīng)用上述電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的方法，包括以下步驟:
電壓互感器和電流互感器分別采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并將其傳輸至預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)采集的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行鑒相、模數(shù)轉(zhuǎn)換和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)；以及
微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述微處理器還控制將電能質(zhì)量分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入存儲(chǔ)器中的可視化圖表庫(kù)內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步，所述微處理器還控制一顯示模塊以可視化方式將分析結(jié)果表征出來(lái)。
[0013]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和分級(jí)式數(shù)據(jù)處理，提供電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效性和效率，并且本發(fā)明提供的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置在獨(dú)立使用時(shí)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)用戶電網(wǎng)電能質(zhì)量，在和上位機(jī)連接或組網(wǎng)使用時(shí)，正常情況下只傳輸電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析圖表，降低了數(shù)據(jù)傳輸量和上位機(jī)或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量，當(dāng)電能質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題可將問(wèn)題時(shí)間段的電力參數(shù)傳輸給上位機(jī)或系統(tǒng)，保證系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的深入分析。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為電能質(zhì)量分析的流程示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。
[0017]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置包括電壓互感器1、電流互感器2、預(yù)處理模塊3、微處理器4、存儲(chǔ)器5以及通信模塊6，其中:預(yù)處理模塊3、存儲(chǔ)器5以及通信模塊6分別連接至微處理器4，電壓互感器I和電流互感器2分別用于采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并分別連接至所述預(yù)處理模塊3的對(duì)應(yīng)接口以建立模擬信號(hào)的傳輸通道，預(yù)處理模塊3對(duì)前述運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)，微處理器4與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
[0018]電壓互感器I和電流互感器2與預(yù)處理模塊3連接，預(yù)處理模塊3通過(guò)總線與微處理器4連接，微處理器4的一端與預(yù)處理模塊3連接，一端與存儲(chǔ)器5連接，一端與通信模塊6，一端與顯示模塊7連接。
[0019]預(yù)處理模塊3包括鑒相電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩存區(qū)、接口電路以及子處理器，其中:鑒相電路用于對(duì)傳感器組采集的三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)以及對(duì)應(yīng)相的電壓電流信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，獲得三相電壓相位差、三相電流相位差、各相電壓電流相位差信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對(duì)前述三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；子處理器控制前述數(shù)字信號(hào)通過(guò)接口電路傳輸至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析包括:根據(jù)電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)；采用過(guò)零計(jì)數(shù)法計(jì)算各相電壓電流頻率以及頻差；根據(jù)電壓電流信號(hào)、電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率；根據(jù)三相電流信號(hào)和零線電流信號(hào)采用平衡法計(jì)算漏電流；計(jì)算各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率；根據(jù)有功功率、無(wú)功功率采用數(shù)值積分方法計(jì)算當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0020]電能質(zhì)量分析過(guò)程包括相電壓分析、線電壓分析、相電流分析、電流諧波分析以及電壓諧波分析，其中:
相電壓分析:計(jì)算相電壓偏差和三相電壓不平衡度；
線電壓分析:計(jì)算線電壓偏差和三相線電壓不平衡度；
相電流分析:計(jì)算三相電流不平衡度；
電流諧波分析:計(jì)算諧波電流奇次總畸變率、偶次總畸變率、各相2-31次諧波電流含有率:
電壓諧波分析:計(jì)算電壓基波有效值、諧波電壓總畸變率、奇次諧波總畸變率、偶次諧波總畸變率、各相2-31次諧波含有率；
所述電力參數(shù)包括三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)、各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)、各相電壓電流頻率以及頻差、各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率、漏電流、各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率、當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0021]優(yōu)選地，微處理器4控制將電能質(zhì)量分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器5中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入存儲(chǔ)器中的可視化圖表庫(kù)內(nèi)。
[0022]優(yōu)選地，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置還包括一顯示模塊7，連接至微處理器4，用于以可視化方式將分析結(jié)果表征出來(lái)。
[0023]優(yōu)選地，通信模塊6包括無(wú)線通信子模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊以及互聯(lián)網(wǎng)接口模塊中的至少一種，用于實(shí)現(xiàn)與外部裝置或網(wǎng)絡(luò)的信息通信。
[0024]電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行電能監(jiān)測(cè)分析的過(guò)程包括以下步驟:電壓互感器和電流互感器分別采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并將其傳輸至預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)采集的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行鑒相、模數(shù)轉(zhuǎn)換和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)；以及微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
[0025]參考圖并結(jié)合圖2所示的流程圖，具體地，工作時(shí)其執(zhí)行以下步驟:
1、電壓互感器I和電流互感器2的模擬量信號(hào)傳輸給預(yù)處理模塊3；
2、預(yù)處理模塊3對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；
流程2所述預(yù)處理，包括以下處理步驟:
2.1)鑒相處理:預(yù)處理模塊3中的鑒相電路分別對(duì)三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)以及對(duì)應(yīng)相的電壓電流信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，獲得三相電壓相位差、三相電流相位差、各相電壓電流相位差號(hào)；
2.2)模數(shù)轉(zhuǎn)換:預(yù)處理模塊3的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，并通過(guò)預(yù)處理模塊中接口電路傳輸給預(yù)處理模塊的子處理器；
2.3)數(shù)據(jù)基本分析:預(yù)處理模塊3的子處理器接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，將其存入預(yù)處理模塊中的緩沖存儲(chǔ)器，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；
步驟2.3所述數(shù)據(jù)分析包括:根據(jù)電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)；采用過(guò)零計(jì)數(shù)法計(jì)算各相電壓電流頻率以及頻差；根據(jù)電壓電流信號(hào)、電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率；根據(jù)三相電流信號(hào)和零線電流信號(hào)采用平衡法計(jì)算漏電流；計(jì)算各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率；根據(jù)有功功率、無(wú)功功率采用數(shù)值積分方法計(jì)算當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0026]2.4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):預(yù)處理模塊3中的子處理器將計(jì)算結(jié)果存入預(yù)處理模塊3中的緩沖存儲(chǔ)器；
3.微處理器4與預(yù)處理模塊3聯(lián)系，將緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器5中的基本電力參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)倦娏?shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析；
步驟3所述電能質(zhì)量分析包括以下內(nèi)容:
4.1)相電壓分析:計(jì)算相電壓偏差和三相電壓不平衡度；
4.2)線電壓分析:計(jì)算線電壓偏差和三相線電壓不平衡度；
4.3)相電流分析:計(jì)算三相電流不平衡度；
4.4)電流諧波分析:計(jì)算諧波電流奇次總畸變率、偶次總畸變率、各相2-31次諧波電流含有率:
4、5)電壓諧波分析:計(jì)算電壓基波有效值、諧波電壓總畸變率、奇次諧波總畸變率、偶次諧波總畸變率、各相2-31次諧波含有率；
所述電力參數(shù)包括三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)、各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)、各相電壓電流頻率以及頻差、各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率、漏電流、各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率、當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
[0027]4、微處理器控制將計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入可視化圖表庫(kù)；
5、微處理器4通過(guò)顯示模塊將電能質(zhì)量分析結(jié)果以可視化方式，例如圖表方式顯示出來(lái)，供用戶監(jiān)控；
6、用戶可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)與電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀連接，通過(guò)通信模塊讀取存儲(chǔ)器中的基本電力參數(shù)、電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量分析動(dòng)態(tài)圖表。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和分級(jí)式數(shù)據(jù)處理，提供電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效性和效率，并且本發(fā)明提供的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置在獨(dú)立使用時(shí)可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)用戶電網(wǎng)電能質(zhì)量，在和上位機(jī)連接或組網(wǎng)使用時(shí)，正常情況下只傳輸電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析圖表，降低了數(shù)據(jù)傳輸量和上位機(jī)或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量，當(dāng)電能質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題可將問(wèn)題時(shí)間段的電力參數(shù)傳輸給上位機(jī)或系統(tǒng)，保證系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的深入分析。
[0029]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括電壓互感器、電流互感器、預(yù)處理模塊、微處理器、存儲(chǔ)器以及通信模塊，其中:預(yù)處理模塊、存儲(chǔ)器以及通信模塊分別連接至微處理器，電壓互感器和電流互感器分別用于采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并分別連接至所述預(yù)處理模塊的對(duì)應(yīng)接口以建立模擬信號(hào)的傳輸通道，預(yù)處理模塊對(duì)前述運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)，微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)處理模塊包括鑒相電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩存區(qū)、接口電路以及子處理器，其中:鑒相電路用于對(duì)傳感器組采集的三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)以及對(duì)應(yīng)相的電壓電流信號(hào)進(jìn)行鑒相處理，獲得三相電壓相位差、三相電流相位差、各相電壓電流相位差信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對(duì)前述三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；子處理器控制前述數(shù)字信號(hào)通過(guò)接口電路傳輸至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析包括:根據(jù)電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)；采用過(guò)零計(jì)數(shù)法計(jì)算各相電壓電流頻率以及頻差；根據(jù)電壓電流信號(hào)、電壓電流相位差信號(hào)計(jì)算各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率；根據(jù)三相電流信號(hào)和零線電流信號(hào)采用平衡法計(jì)算漏電流；計(jì)算各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率；根據(jù)有功功率、無(wú)功功率采用數(shù)值積分方法計(jì)算當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述電能質(zhì)量分析過(guò)程包括相電壓分析 、線電壓分析、相電流分析、電流諧波分析以及電壓諧波分析，其中: 相電壓分析:計(jì)算相電壓偏差和三相電壓不平衡度； 線電壓分析:計(jì)算線電壓偏差和三相線電壓不平衡度； 相電流分析:計(jì)算三相電流不平衡度； 電流諧波分析:計(jì)算諧波電流奇次總畸變率、偶次總畸變率、各相2-31次諧波電流含有率: 電壓諧波分析:計(jì)算電壓基波有效值、諧波電壓總畸變率、奇次諧波總畸變率、偶次諧波總畸變率、各相2-31次諧波含有率； 所述電力參數(shù)包括三相電壓信號(hào)、三相電流信號(hào)、三相電壓相位差信號(hào)、三相電流相位差信號(hào)、各相電壓電流相位差信號(hào)、各相功率因數(shù)及總功率因數(shù)、各相電壓電流頻率以及頻差、各相有功功率、無(wú)功功率以及總有功功率、總無(wú)功功率、漏電流、各相有功功率當(dāng)前負(fù)荷率、當(dāng)前有功電量和無(wú)功電量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述微處理器控制將電能質(zhì)量分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入存儲(chǔ)器中的可視化圖表庫(kù)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置還包括一顯示模塊，連接至微處理器，用于以可視化方式將分析結(jié)果表征出來(lái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述通信模塊包括無(wú)線通信子模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊以及互聯(lián)網(wǎng)接口模塊中的至少一種，用于實(shí)現(xiàn)與外部裝置或網(wǎng)絡(luò)的信息通信。
7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，包括以下步驟: 電壓互感器和電流互感器分別采集用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并將其傳輸至預(yù)處理模塊；預(yù)處理模塊對(duì)采集的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行鑒相、模數(shù)轉(zhuǎn)換和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果存儲(chǔ)在一緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)；以及 微處理器與緩沖存儲(chǔ)器聯(lián)系并調(diào)用電能質(zhì)量分析程序?qū)彌_存儲(chǔ)器內(nèi)的基本電力參數(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述微處理器還控制將電能質(zhì)量分析結(jié)果存入存儲(chǔ)器中的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成動(dòng)態(tài)可視化圖表，存入存儲(chǔ)器中的可視化圖表庫(kù)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述微處理器還控制一顯示模塊以可視化方式將分析結(jié)果表征出來(lái)。`
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103454530SQ201310394327
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】秦建榮, 曹萍, 顧永玉 申請(qǐng)人:蘇州太谷電力股份有限公司