一種電能質(zhì)量采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公告了一種電能質(zhì)量采集裝置，安裝在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，與電壓/電流互感器信號(hào)及外部時(shí)鐘信號(hào)輸出端連接，包括電源模塊、信號(hào)輸入模塊、對(duì)時(shí)模塊、數(shù)據(jù)采集及分析模塊，背板數(shù)據(jù)總線，以及以太網(wǎng)口，電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)是后臺(tái)管理機(jī)，接收本裝置實(shí)時(shí)傳送的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量分析，實(shí)時(shí)性高，不錯(cuò)過任何擾動(dòng)事件，能夠快速提取信號(hào)的包絡(luò)，準(zhǔn)確地定位暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生的起始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、擾動(dòng)幅值等暫態(tài)特征，確保暫態(tài)信息提取的正確性，將電能質(zhì)量暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)相結(jié)合的綜合分析應(yīng)用，可以彌補(bǔ)電能質(zhì)量暫態(tài)算法的實(shí)時(shí)性差及計(jì)算量大的缺陷，精確定位電能質(zhì)量暫態(tài)事件原因，保障電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種電能質(zhì)量采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電能質(zhì)量分析，特別是涉及一種電能質(zhì)量采集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 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】

[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(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。
[0004] 本實(shí)用新型的電能質(zhì)量采集裝置技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0005] 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。
[0006] 這種電能質(zhì)量采集裝置的特點(diǎn)是：
[0007] 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)。
[0008] 本實(shí)用新型的電能質(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。
[0009] 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0CX0)，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、祀場(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0CX0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。
[0010] 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 央處理器單兀（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。 [0011] 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。
[0012] 所述數(shù)據(jù)分析模塊分別接收所述數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和 電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)。
[0013] 所述數(shù)據(jù)分析模塊將接收的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計(jì)算，統(tǒng)計(jì)二次計(jì)算出的 電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成符合預(yù)定義結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相 應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī) 的硬盤，所述二次計(jì)算包括計(jì)算功率、功率因數(shù)和電能，其中功率包括有功功率、無功功率 和視在功率。
[0014] 所述數(shù)據(jù)分析模塊還根據(jù)暫態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)記及數(shù)據(jù)特征，將接收的電能質(zhì)量暫 態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷，所述暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷是采用多種暫態(tài)電能質(zhì)量分析方法 分析擾動(dòng)數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)有效的暫態(tài)擾動(dòng)數(shù)據(jù)，快速提取暫態(tài)電能質(zhì)量信息，分析暫態(tài)擾 動(dòng)的起始時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間和擾動(dòng)幅值，對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)事件進(jìn)行分類，將上述暫態(tài)信息分析結(jié)果 自動(dòng)生成預(yù)定義結(jié)構(gòu)的暫態(tài)錄波文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送所述 電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，所述暫態(tài)電能質(zhì)量分 析方法包括快速小波分析方法、S變換分析方法，以及時(shí)域差分分析方法。
[0015] 所述數(shù)據(jù)分析模塊還通過以太網(wǎng)口將暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)判斷的原始數(shù)據(jù)直接發(fā)送電 能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)。
[0016] 所述數(shù)據(jù)分析模塊還根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏差、三 相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。
[0017] 所述數(shù)據(jù)分析模塊還對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線分析，并生成相應(yīng)的電能質(zhì) 量暫態(tài)分析報(bào)告。
[0018] 所述信號(hào)輸入模塊，包括逐級(jí)連接的多路電壓/電流輸入電路、隔離轉(zhuǎn)換及濾波 電路、電壓/電流信號(hào)采樣保持電路和模擬/數(shù)字（Analog/Digital，縮略詞為A/D)采樣電 路，所述信號(hào)輸入模塊將監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的相電壓互感器和三相電流互感器的信號(hào)接入所述多路 電壓/電流檢輸入電路，接收監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三相電壓及三相電流，由所述隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路 進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換與濾波，再由所述電壓/電流信號(hào)采樣保持電路的采樣開關(guān)采取多路當(dāng)前電 壓/電流通道模擬信號(hào)，并對(duì)當(dāng)前電壓/電流通道模擬信號(hào)進(jìn)行保持，最后由所述A/D采樣 電路將多路電壓/電流通道模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路電壓/電流通道數(shù)字信號(hào)并匯總，通過背 板數(shù)據(jù)總線傳送給數(shù)據(jù)采集及分析模塊進(jìn)行處理。
[0019] 這種電能質(zhì)量采集裝置在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用的特點(diǎn)是：
[0020] 所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)是設(shè)有嵌入式電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)綜合分析軟件的 后臺(tái)管理機(jī)，由以太網(wǎng)口與所述電能質(zhì)量采集裝置連接，接收所述電能質(zhì)量采集裝置實(shí)時(shí) 傳送的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)，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)。
[0021] 所述后臺(tái)管理機(jī)是PC機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)中的一種。
[0022] 所述定值配置，是查看、設(shè)置和發(fā)送電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)越限及暫態(tài)擾動(dòng)定值。
[0023] 所述電能質(zhì)量文件管理，是將所述電能質(zhì)量采集裝置實(shí)時(shí)傳送的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件和 暫態(tài)錄波文件，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤。
[0024] 所述展示實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是對(duì)接入裝置的電壓電流波形數(shù)據(jù) 及電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和實(shí)時(shí)刷新。
[0025] 所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出和打印，是導(dǎo)出和打印電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)。
[0026] 所述電能質(zhì)量分析包括電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)、讀穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件、讀暫態(tài)錄波和電能 質(zhì)量暫態(tài)分析，以及電能質(zhì)量綜合分析。
[0027] 所述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)，是根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏 差、三相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。
[0028] 所述讀穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，是根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和多個(gè)穩(wěn)態(tài)參數(shù)指標(biāo)，分析各個(gè) 電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影響，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量 穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)分析報(bào)告。
[0029] 所述讀暫態(tài)錄波和電能質(zhì)量暫態(tài)分析，是根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件 以及統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件發(fā)生前一段時(shí)間的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)事件 發(fā)生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件，且對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線 分析，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告。
[0030] 所述電能質(zhì)量綜合分析，是根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件以及統(tǒng)一的 時(shí)間標(biāo)記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件發(fā)生前一段時(shí)間、暫態(tài)事件發(fā)生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電 能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，分析各個(gè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影 響，確定各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)在引發(fā)暫態(tài)暫態(tài)事件可能性上的權(quán)重比，精確定位電能質(zhì)量暫態(tài)事 件原因，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量綜合分析報(bào)告。
[0031] 所述電能質(zhì)量采集裝置在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用，依次有以下的步驟：
[0032] 1)輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換
[0033] 將電能質(zhì)量采集裝置安裝在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，電能質(zhì)量采集裝置的信號(hào)輸入模塊將監(jiān)測(cè) 現(xiàn)場(chǎng)的相電壓互感器和三相電流互感器的信號(hào)接入所述多路電壓/電流檢輸入電路，接收 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多路三相電壓及三相電流，由所述隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換與濾波，再 由所述電壓/電流信號(hào)采樣保持電路的采樣開關(guān)采取多路當(dāng)前電壓/電流通道模擬信號(hào)， 并對(duì)當(dāng)前電壓/電流通道模擬信號(hào)進(jìn)行保持，最后由所述A/D采樣電路將多路電壓/電流 通道模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路電壓/電流通道數(shù)字信號(hào)并匯總，通過背板數(shù)據(jù)總線傳送給數(shù)據(jù) 采集及分析模塊進(jìn)行處理；
[0034] 2)采樣點(diǎn)打時(shí)標(biāo)
[0035] 電能質(zhì)量采集裝置的對(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、 IRIG-B信號(hào)進(jìn)行解析，生成高精度的外部時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)采樣點(diǎn)打時(shí)標(biāo)；
[0036] 3)初步穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算
[0037] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及分析模塊中的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，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；
[0038] 4)暫態(tài)擾動(dòng)判斷
[0039] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，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；
[0040] 5)穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)數(shù)據(jù)計(jì)算
[0041] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊接收所述數(shù)據(jù)采集 及預(yù)處理模塊的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，將接收的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計(jì)算，統(tǒng)計(jì)二次 計(jì)算出的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成符合預(yù)定義結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，在CF卡存 儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在 后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，所述二次計(jì)算包括計(jì)算功率、功率因數(shù)和電能，其中功率包括有功功 率、無功功率和視在功率；
[0042] 6)暫態(tài)電能質(zhì)量判斷
[0043] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊接收所述數(shù)據(jù)采集 及預(yù)處理模塊的電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)暫態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)記及數(shù)據(jù)特征，將接收的電能 質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷，所述暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷采用多種暫態(tài)電能質(zhì)量分析 方法，分析擾動(dòng)數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)有效的暫態(tài)擾動(dòng)數(shù)據(jù)，快速提取暫態(tài)電能質(zhì)量信息，分析 暫態(tài)擾動(dòng)的起始時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間、擾動(dòng)幅值，對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)事件進(jìn)行分類，將上述暫態(tài)信息分 析結(jié)果自動(dòng)生成預(yù)定義結(jié)構(gòu)的暫態(tài)錄波文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā) 送所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，所述暫態(tài)電能 質(zhì)量分析方法包括快速小波分析方法、S變換分析方法和時(shí)域差分分析方法；
[0044] 7)生成電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告和電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告
[0045] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)用戶選擇的時(shí) 間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生 成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，還對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線分析，并生成相應(yīng)的 電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告；
[0046] 8)綜合分析電能質(zhì)量
[0047] 根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件以及統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件 發(fā)生前一段時(shí)間、暫態(tài)事件發(fā)生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，分析各個(gè)電 能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影響，確定其權(quán)重比，精確定位 電能質(zhì)量暫態(tài)事件原因，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量綜合分析報(bào)告，查看、設(shè)置和發(fā)送電能質(zhì)量 穩(wěn)態(tài)越限及暫態(tài)擾動(dòng)定值，實(shí)時(shí)展示電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的界面，以及導(dǎo)出和打印電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài) 和暫態(tài)數(shù)據(jù)。
[0048] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
[0049] 本實(shí)用新型的電能質(zhì)量采集裝置基于精準(zhǔn)的采樣點(diǎn)時(shí)標(biāo)，實(shí)時(shí)采集電能質(zhì)量暫態(tài) 和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性高，不錯(cuò)過任何擾動(dòng)事件，能夠快速提取信號(hào)的包絡(luò)，準(zhǔn)確地定位暫態(tài) 電能質(zhì)量擾動(dòng)發(fā)生的起始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、擾動(dòng)幅值等暫態(tài)特征，確保暫態(tài)信息提取的正確 性，將電能質(zhì)量暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)相結(jié)合的綜合分析應(yīng)用，可以彌補(bǔ)電能質(zhì)量暫態(tài)算法的實(shí)時(shí)性 差及計(jì)算量大的缺陷，精確定位電能質(zhì)量暫態(tài)事件原因，方便用戶查找故障，制定符合實(shí)際 的電能質(zhì)量治理方案，保障電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型可以廣泛用于各 種電能質(zhì)量及其它相關(guān)數(shù)據(jù)采集及分析場(chǎng)合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050] 圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的電能質(zhì)量采集裝置的組成方框圖；
[0051] 圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0053] -種如圖1?2所示的電能質(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。
[0054] 本【具體實(shí)施方式】的電能質(zhì)量采集裝置，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、與對(duì)時(shí)模塊連接的數(shù)據(jù)采 集及分析模塊，分別與信號(hào)輸入模塊、對(duì)時(shí)模塊和數(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，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)，向數(shù)據(jù)采集及分析模 塊和信號(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，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，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)。
[0055] 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FPGA、對(duì)時(shí)CPU和恒溫晶體 振蕩器0CX0,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，外接授時(shí)單 元是全球定位系統(tǒng)GPS時(shí)鐘。
[0056] 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CPU、閃存CF器件和網(wǎng)口，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)，CF器件為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。
[0057] 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，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。
[0058] 數(shù)據(jù)分析模塊分別接收數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量 暫態(tài)數(shù)據(jù)，將接收的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計(jì)算，統(tǒng)計(jì)二次計(jì)算出的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)趨 勢(shì)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成符合預(yù)定義結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太 網(wǎng)口發(fā)送電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，二次計(jì)算包 括計(jì)算功率、功率因數(shù)和電能，其中功率包括有功功率、無功功率和視在功率；數(shù)據(jù)分析模 塊還根據(jù)暫態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)記及數(shù)據(jù)特征，將接收的電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)擾動(dòng)智能 判斷，暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷是采用多種暫態(tài)電能質(zhì)量分析方法分析擾動(dòng)數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)有 效的暫態(tài)擾動(dòng)數(shù)據(jù)，快速提取暫態(tài)電能質(zhì)量信息，分析暫態(tài)擾動(dòng)的起始時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間和擾 動(dòng)幅值，對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)事件進(jìn)行分類，將上述暫態(tài)信息分析結(jié)果自動(dòng)生成預(yù)定義結(jié)構(gòu)的暫態(tài) 錄波文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái) 管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，暫態(tài)電能質(zhì)量分析方法包括快速小波分析方法、S變換 分析方法，以及時(shí)域差分分析方法。
[0059] 數(shù)據(jù)分析模塊還通過以太網(wǎng)口將暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)判斷的原始數(shù)據(jù)直接發(fā)送電能質(zhì) 量綜合分析系統(tǒng)；
[0060] 數(shù)據(jù)分析模塊還根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏差、三相不 平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告；
[0061] 數(shù)據(jù)分析模塊還對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線分析，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量暫 態(tài)分析報(bào)告。
[0062] 信號(hào)輸入模塊，包括逐級(jí)連接的多路電壓/電流輸入電路、隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路、 電壓/電流信號(hào)采樣保持電路和模擬/數(shù)字A/D采樣電路，信號(hào)輸入模塊將監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的相 電壓互感器和三相電流互感器的信號(hào)接入多路電壓/電流檢輸入電路，接收監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三相 電壓及三相電流，由隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換與濾波，再由電壓/電流信號(hào)采樣 保持電路的采樣開關(guān)采取多路當(dāng)前電壓/電流通道模擬信號(hào)，并對(duì)當(dāng)前電壓/電流通道模 擬信號(hào)進(jìn)行保持，最后由A/D采樣電路將多路電壓/電流通道模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路電壓/ 電流通道數(shù)字信號(hào)并匯總，通過背板數(shù)據(jù)總線傳送給數(shù)據(jù)采集及分析模塊進(jìn)行處理。
[0063] 應(yīng)用本【具體實(shí)施方式】的電能質(zhì)量采集裝置的電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)，是設(shè)有嵌入 式電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)綜合分析軟件的后臺(tái)管理機(jī)-PC機(jī)，由以太網(wǎng)口與電能質(zhì)量采集裝 置連接，接收電能質(zhì)量采集裝置實(shí)時(shí)傳送的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)，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，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，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)。
[0064] 定值配置，是查看、設(shè)置和發(fā)送電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)越限及暫態(tài)擾動(dòng)定值；
[0065] 電能質(zhì)量文件管理，是將所述電能質(zhì)量采集裝置實(shí)時(shí)傳送的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件和暫態(tài) 錄波文件，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤；
[0066] 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)，是對(duì)接入裝置的電壓電流波形數(shù)據(jù)及電 能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和實(shí)時(shí)刷新；
[0067] 數(shù)據(jù)導(dǎo)出和打印，是導(dǎo)出和打印電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)；
[0068] 電能質(zhì)量分析包括電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)、讀穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件、讀暫態(tài)錄波和電能質(zhì)量 暫態(tài)分析，以及電能質(zhì)量綜合分析；
[0069] 所述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)，是根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏 差、三相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告；
[0070] 讀穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，是根據(jù)用戶選擇的時(shí)間段和多個(gè)穩(wěn)態(tài)參數(shù)指標(biāo)，分析各個(gè)電能 質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影響，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài) 趨勢(shì)分析報(bào)告；
[0071] 讀暫態(tài)錄波和電能質(zhì)量暫態(tài)分析，是根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件以 及統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件發(fā)生前一段時(shí)間的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)事件發(fā) 生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件，且對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線分 析，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告；
[0072] 電能質(zhì)量綜合分析，是根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件以及統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo) 記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件發(fā)生前一段時(shí)間、暫態(tài)事件發(fā)生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電能質(zhì)量 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，分析各個(gè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影響，確 定各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)在引發(fā)暫態(tài)暫態(tài)事件可能性上的權(quán)重比，精確定位電能質(zhì)量暫態(tài)事件原 因，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量綜合分析報(bào)告。
[0073] 本【具體實(shí)施方式】的電能質(zhì)量采集裝置在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用，依次有 以下的步驟：
[0074] 1)輸入信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換
[0075] 將電能質(zhì)量采集裝置安裝在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，電能質(zhì)量采集裝置的信號(hào)輸入模塊將監(jiān)測(cè) 現(xiàn)場(chǎng)的相電壓互感器和三相電流互感器的信號(hào)接入多路電壓/電流檢輸入電路，接收監(jiān)測(cè) 點(diǎn)的多路三相電壓及三相電流，由隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換與濾波，再由電壓/ 電流信號(hào)采樣保持電路的采樣開關(guān)采取多路當(dāng)前電壓/電流通道模擬信號(hào)，并對(duì)當(dāng)前電壓 /電流通道模擬信號(hào)進(jìn)行保持，最后由A/D采樣電路將多路電壓/電流通道模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為 多路電壓/電流通道數(shù)字信號(hào)并匯總，通過背板數(shù)據(jù)總線傳送給數(shù)據(jù)采集及分析模塊進(jìn)行 處理；
[0076] 2)采樣點(diǎn)打時(shí)標(biāo)
[0077] 電能質(zhì)量采集裝置的對(duì)時(shí)模塊通過FPGA對(duì)外接授時(shí)單元-全球定位系統(tǒng)GPS時(shí) 鐘的1PPS、IRIG-B信號(hào)進(jìn)行解析，生成高精度的外部時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)采樣點(diǎn)打時(shí)標(biāo)；
[0078] 3)初步穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算
[0079] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及分析模塊中的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，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；
[0080] 4)暫態(tài)擾動(dòng)判斷
[0081] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，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，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)總線將暫態(tài)擾動(dòng)啟動(dòng)判斷的原 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；
[0082] 5)穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)數(shù)據(jù)計(jì)算
[0083] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊接收數(shù)據(jù)采集及預(yù) 處理模塊的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，將接收的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計(jì)算，統(tǒng)計(jì)二次計(jì)算 出的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成符合預(yù)定義結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)文件，在CF卡存儲(chǔ)，并 將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管 理機(jī)的硬盤，二次計(jì)算包括計(jì)算功率、功率因數(shù)和電能，其中功率包括有功功率、無功功率 和視在功率；
[0084] 6)暫態(tài)電能質(zhì)量判斷
[0085] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊接收所述數(shù)據(jù)采集 及預(yù)處理模塊的電能質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)暫態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)記及數(shù)據(jù)特征，將接收的電能 質(zhì)量暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷，暫態(tài)擾動(dòng)智能判斷采用多種暫態(tài)電能質(zhì)量分析方 法，分析擾動(dòng)數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)有效的暫態(tài)擾動(dòng)數(shù)據(jù)，快速提取暫態(tài)電能質(zhì)量信息，分析暫 態(tài)擾動(dòng)的起始時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間、擾動(dòng)幅值，對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)事件進(jìn)行分類，將上述暫態(tài)信息分析 結(jié)果自動(dòng)生成預(yù)定義結(jié)構(gòu)的暫態(tài)錄波文件，在CF卡存儲(chǔ)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)口發(fā)送 電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的后臺(tái)管理機(jī)，存儲(chǔ)在后臺(tái)管理機(jī)的硬盤，暫態(tài)電能質(zhì)量分析方 法包括快速小波分析方法、S變換分析方法和時(shí)域差分分析方法；
[0086] 7)生成電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告和電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告
[0087] 電能質(zhì)量采集裝置的數(shù)據(jù)采集及處理模塊中的數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)用戶選擇的時(shí) 間段和線路名，對(duì)電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生 成相應(yīng)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，還對(duì)每一個(gè)暫態(tài)錄波文件進(jìn)行離線分析，并生成相應(yīng)的 電能質(zhì)量暫態(tài)分析報(bào)告；
[0088] 8)綜合分析電能質(zhì)量
[0089] 根據(jù)用戶選擇的電能質(zhì)量暫態(tài)錄波文件以及統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)記，自動(dòng)調(diào)取暫態(tài)事件 發(fā)生前一段時(shí)間、暫態(tài)事件發(fā)生時(shí)以及暫態(tài)事件發(fā)生后的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，分析各個(gè)電 能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)參數(shù)的變化趨勢(shì)及各項(xiàng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)對(duì)暫態(tài)事件的影響，確定其權(quán)重比，精確定位 電能質(zhì)量暫態(tài)事件原因，并生成相應(yīng)的電能質(zhì)量綜合分析報(bào)告，查看、設(shè)置和發(fā)送電能質(zhì)量 穩(wěn)態(tài)越限及暫態(tài)擾動(dòng)定值，實(shí)時(shí)展示電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的界面，以及導(dǎo)出和打印電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài) 和暫態(tài)數(shù)據(jù)。
[0090] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或 用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電能質(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，其特征在于： 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)模塊包括用于解析控制的現(xiàn)場(chǎng)可編輯邏輯門陣列FPGA、對(duì)時(shí)CPU和恒溫晶體 振蕩器OCXO,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)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CPU、閃存CF器件和網(wǎng)口，所述CF器件為CF卡； 所述信號(hào)輸入模塊，包括逐級(jí)連接的多路電壓/電流輸入電路、隔離轉(zhuǎn)換及濾波電路、 電壓/電流信號(hào)采樣保持電路和模擬/數(shù)字A/D采樣電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量采集裝置，其特征在于： 所述電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)是設(shè)有嵌入式電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)綜合分析軟件的后臺(tái) 管理機(jī)，由以太網(wǎng)口與所述電能質(zhì)量采集裝置連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的電能質(zhì)量采集裝置在電能質(zhì)量綜合分析系統(tǒng)中的應(yīng)用，其特征 在于： 所述后臺(tái)管理機(jī)是PC機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)中的一種。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203909162SQ201420212752
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】趙忠, 唐麗 申請(qǐng)人:深圳市雙合電氣股份有限公司