[发明专利]电能质量监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括电压互感器、电流互感器、预处理模块、微处理器、存储器以及通信模块，其中：预处理模块、存储器以及通信模块分别连接至微处理器，电压互感器和电流互感器分别用于采集用电设备的运行参数并分别连接至所述预处理模块的对应接口以建立模拟信号的传输通道，预处理模块对前述运行参数进行预处理并将数据存储在一缓冲存储器内，微处理器与缓冲存储器联系并调用电能质量分析程序对缓冲存储器内的基本电力参数进行电能质量分析。

2.根据权利要求1所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述预处理模块包括鉴相电路、模数转换电路、数据缓存区、接口电路以及子处理器，其中：鉴相电路用于对传感器组采集的三相电压信号、三相电流信号以及对应相的电压电流信号进行鉴相处理，获得三相电压相位差、三相电流相位差、各相电压电流相位差信号；模数转换电路用于对前述三相电压信号、三相电流信号、三相电压相位差信号、三相电流相位差信号、各相电压电流相位差信号转换为数字信号；子处理器控制前述数字信号通过接口电路传输至数据缓冲区并进行基础数据分析，并将分析结果存入数据缓冲区，基础数据分析包括：根据电压电流相位差信号计算各相功率因数及总功率因数；采用过零计数法计算各相电压电流频率以及频差；根据电压电流信号、电压电流相位差信号计算各相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率；根据三相电流信号和零线电流信号采用平衡法计算漏电流；计算各相有功功率当前负荷率；根据有功功率、无功功率采用数值积分方法计算当前有功电量和无功电量。

3.根据权利要求2所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述电能质量分析过程包括相电压分析、线电压分析、相电流分析、电流谐波分析以及电压谐波分析，其中：

相电压分析：计算相电压偏差和三相电压不平衡度；

线电压分析：计算线电压偏差和三相线电压不平衡度；

相电流分析：计算三相电流不平衡度；

电流谐波分析：计算谐波电流奇次总畸变率、偶次总畸变率、各相2-31次谐波电流含有率：

电压谐波分析：计算电压基波有效值、谐波电压总畸变率、奇次谐波总畸变率、偶次谐波总畸变率、各相2-31次谐波含有率；

所述电力参数包括三相电压信号、三相电流信号、三相电压相位差信号、三相电流相位差信号、各相电压电流相位差信号、各相功率因数及总功率因数、各相电压电流频率以及频差、各相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率、漏电流、各相有功功率当前负荷率、当前有功电量和无功电量。

4.根据权利要求3所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述微处理器控制将电能质量分析结果存入存储器中的电能质量分析数据库内，并对分析结果进行可视化处理，生成动态可视化图表，存入存储器中的可视化图表库内。

5.根据权利要求4所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述电能质量监测装置还包括一显示模块，连接至微处理器，用于以可视化方式将分析结果表征出来。

6.根据权利要求1所述的电能质量监测装置，其特征在于，所述通信模块包括无线通信子模块、现场总线接口模块以及互联网接口模块中的至少一种，用于实现与外部装置或网络的信息通信。

7.一种应用权利要求1-6中任意一项所述的电能质量监测装置实现电能质量监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

电压互感器和电流互感器分别采集用电设备的运行参数并将其传输至预处理模块；

预处理模块对采集的运行参数进行鉴相、模数转换和基础数据分析，并将转换后的数字信号和数据分析结果存储在一缓冲存储器内；以及

微处理器与缓冲存储器联系并调用电能质量分析程序对缓冲存储器内的基本电力参数进行电能质量分析。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述微处理器还控制将电能质量分析结果存入存储器中的电能质量分析数据库内，并对分析结果进行可视化处理，生成动态可视化图表，存入存储器中的可视化图表库内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微处理器还控制一显示模块以可视化方式将分析结果表征出来。