[实用新型]基于用电环境谐波污染监测的电气控制柜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电气控制柜，特别是涉及基于用电环境谐波污染监测的电气控制柜。

背景技术

工业现场的环境条件往往比较恶劣，数控机床在工作时，与电网、空间与周围环境发生了联系而受到电磁干扰。比如浪涌电压干扰、电快速瞬变脉冲群等，并且，大功率的设备会造成电网的严重污染，使电网电压大幅度的涨落、浪涌。由于我国采用高压(220V)、高内阻电网，电网污染严重。尽管控制系统采用了稳压措施，但电网噪声仍会窜入控制系统。据统计，电源的瞬时短路、欠压、过压以及电网窜入的谐波，引起CPU 误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。

传统的电气控制柜采用滤波器来减少干扰的侵入，在重要部件如数控系统的交流电源，采用低通滤波器，以减少工频电源上的高频干扰信号。由于设备工作、用电环境内部的瞬时短路、欠压、过压等问题，无法杜绝谐波干扰，再加上来自外线路的谐波，若不加以区分治理，容易导致电力系统和各类用电设备能耗增加，寿命缩短，甚至会造成用电事故的发生，影响安全生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效监测谐波污染的基于用电环境谐波污染监测的电气控制柜，它监测误差小、结构紧凑，且方便用户远程控制及数据传输，还可通过显示器对控制数据进行查阅。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：基于用电环境谐波污染监测的电气控制柜，它包括电气控制柜和加装在电气控制柜上的谐波监测系统，所述谐波监测系统包括CT/PT传感器、A/D采样单元、FFT运算处理单元和控制单元，CT/PT传感器的输出与A/D采样单元的输入连接，A/D采样单元的输出通过FFT运算处理单元连接到控制单元。

A/D采样单元包括A/D采样芯片和PLL锁相环电路，CT/PT传感器的一路输出通过PLL锁相环电路和控制单元与A/D采样芯片连接，另一路直接连接到A/D采样芯片上。

进一步的，所述谐波监测系统还包括显示单元、键盘和网络接口单元，显示单元和键盘分别与控制单元相连，网络接口单元包括以太网接口和RS485接口，控制单元通过以太网接口或RS485接口连接到通信网络。

本实用新型的有益效果是：设有谐波监测系统，能对谐波进行有效监测，便于用户及时处理；通过PLL锁相环电路进行同步采样，可有效抑制采样误差，实现实时补偿；提供以太网和标准RS485接口，可以直接接入局域网或直接接入电力调度网，具有良好的网络通信功能，方便用户通过局域网对该电气控制柜进行控制或进行谐波数据传输；装有液晶显示屏，方便用户在显示屏上进行控制数据查阅。 

附图说明

图1为本实用新型谐波监测系统的结构框图；

图2为A/D采样单元的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1，图2所示，基于用电环境谐波污染监测的电气控制柜，它包括电气控制柜和加装在电气控制柜上的谐波监测系统，所述谐波监测系统包括CT/PT传感器、A/D采样单元、FFT运算处理单元和控制单元（Nios处理器），CT/PT传感器的输出与A/D采样单元的输入连接，A/D采样单元的输出通过FFT运算处理单元连接到控制单元。

A/D采样单元包括A/D采样芯片（MAX125）和PLL锁相环电路，CT/PT传感器的一路输出通过PLL锁相环电路和控制单元与A/D采样芯片连接，另一路直接连接到A/D采样芯片上。

进一步的，所述谐波监测系统还包括显示单元（LCD液晶显示屏）、键盘和网络接口单元，显示单元和键盘分别与控制单元相连，网络接口单元包括以太网接口和RS485接口，控制单元通过以太网接口或RS485接口连接到通信网络。

通过实际测试，其基波幅值误差小于0.2%，谐波幅值误差小于5%，相位误差小于0.2%。

本实用新型的工作原理如下：

S01：CT/PT传感器将输入的150～390V电压信号线性变换为5mA的电流信号，输入的0～15A电流信号线性变换5mA的电流信号，并对信号进行相位补偿；

S02：A/D采样单元对从CT/PT传感器输出的模拟信号每周波采样256点，精确变换成14位的数字量，使用14位高速A/D采样芯片实现8路信号扫描采样功能，并利用PLL锁相环电路实现同步采样，最后将采样数据传送到FFT运算处理单元；

S03：FFT运算处理单元负责处理A/D采样单元输出的采样数据，并将处理后的数据传送给Niso处理器；