[发明专利]一种电能质量在线监测系统

说明书

本发明公开了一种电能质量在线监测系统，分为硬件结构设计和软件开发设计两个层级，下位机信号采集处理模块主要是以DSP控制器为核心的硬件电路设计，包括电压互感器、电流互感器、电信号调整电路、抗混叠滤波器、过零比较器、倍频式锁相环电路、A/D转换电路、CPLD和DSP控制器，而上位机监控模块主要是在虚拟仪器Labview上进行软件开发设计监控电能各个参数的监控界面；每个需要测量的参数都将在DSP中对其计算公式进行编写，随后根据编写的程序可以使下位机DSP快速的对现场的大量数据进行分析处理，然后通过RS232串口总线将数据传输到上位机中。本发明将DSP与虚拟仪器Labview相结合实现电能质量参数在线监测，具有易操作性、可配置性和易维护性等特点。

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体为一种电能质量在线监测系统。

背景技术

随着社会的不断进步与发展，世界各地对电能的需求量也在不断增加，电力的发展也在很大程度上也反映了一个国家的经济发展水平，因此我们也需要加大力度投入到电能能源的开发利用中，不断地提高我国的电能质量。现今社会中衡量电力产品的一个重要指标就是电网的电能质量能否满足产品的需求。如果供电电能质量差会在很大程度上引起谐振和系统电压的波动。谐波电压会导致配电系统的损耗增加和发烫等问题，也会导致众多变电设备发生故障，电压的畸变和电压的波动也会造成仪器的损坏，电能质量差甚至会导致很多科研项目无法正常进行，影响科研成果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电能质量在线监测系统，将DSP与虚拟仪器Labview相结合实现电能质量参数在线监测，具有易操作性、可配置性和易维护性等特点。。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电能质量在线监测系统，包括：上位机监控模块和下位机信号采集处理模块；所述下位机信号采集处理模块包括电压互感器、电流互感器、电信号调整电路、抗混叠滤波器、过零比较器、倍频式锁相环电路、A/D转换电路、CPLD和DSP控制器；所述电压互感器输入端与一次侧的电压信号相连接；所述电流互感器输入端与一次侧的电流信号相连接；所述电信号调整电路输入端与所述电压互感器二次侧输出电压和所述电流互感器二次侧输出电流分别相连接；所述抗混叠滤波器输入端与所述电信号调整电路输出端相连接；所述过零比较器输入端与所述抗混叠滤波器输出端相连接；所述过零比较器输出端与所述倍频式锁相环电路输入端和所述CPLD的任一I/O输入端分别相连接；所述倍频式锁相环电路输出端与所述A/D转换电路输入端相连接；所述A/D转换电路输出端与所述CPLD的其他I/O输入端相连接；所述CPLD的I/O输出端与所述DSP控制器输入端相连接；所述DSP控制器的输出端与上位机监控模块相连接。

优选的，所述的电能质量在线监测系统，还包括：电源模块；所述电源模块与所述DSP控制器相连接以提供电源。

优选的，所述DSP控制器通过串行通信接口SCI将经过处理的数据通过RS232总线上传到上位机监控模块。

优选的，所述电信号调整电路包括电压调整电路和电流调整电路；所述电压调整电路输入端与所述电压互感器二次侧输出电压相连接；所述电流调整电路与所述电流互感器二次侧输出电流相连接。

优选的，所述A/D转换电路包括5片型号为ADS8556的模数转换芯片。

优选的，所述抗混叠滤波器为六阶巴特沃斯抗混叠滤波器。

优选的，所述DSP控制器的型号为TMS320F2812。

优选的，所述CPLD的型号为EPM7128E。

优选的，所述电压互感器的型号为CHG-400VB；所述电流互感器的型号为CHG-1000E。

优选的，所述上位机监控模块通过Labview开发平台实现。