[实用新型]一种基于嵌入式的配电监测装置

说明书

本实用新型提出了一种基于嵌入式的配电监测装置，在逻辑控制模块中设置时钟输出电路和地址产生电路，时钟输出电路控制地址产生电路产生地址控制信号，若数据存入高速存储器，则高速存储器的地址由地址产生电路产生；若DSP芯片读取高速存储器的数据，则高速存储器通过地址总线连接至DSP芯片，DSP芯片按照地址映射信息读取数据，采用这种方式可以使用硬件电路来控制信号采集和存储，采集不受MCU芯片指令周期的限制，实现对瞬变信号完成采集的功能。

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测领域，尤其涉及一种基于嵌入式的配电监测装置。

背景技术

随着国民经济和工业技术的发展，虽然社会电气化程度显著提高，但是大功率电气设备和非线性电力电子器件的广泛使用，却产生了诸如谐波、三相不平衡、电压波动、闪变、电压瞬变、电压骤升骤降等问题。这些电问题不仅会影响电力系统的稳定经济运行，还会损坏电气装置，扰乱社会生产，造成大量的经济损失。配电监测系统中，电网瞬变是一项不可忽略的评价指标，而对电网瞬变的检测是十分必要的。

常用的小波变换技术测量瞬变，但其无法进行失真的测量，目前一般采用通过状态触发来测量瞬变电压，但由于电网瞬变脉冲宽度一般为1～20μS，幅度可高至2500V，瞬变电压的频率很高，往往达到MHz的程度，而且电压的峰值也很高，对于瞬变来说，包括峰值、上升速率等多项参数，一般来讲，普通的数据采集系统是无法完成对瞬变的测量，因此对检测技术的要求较高，例如当脉冲宽度短至1μS时就要求检测设备能够及时采样瞬变脉冲并储存。

目前完成高速瞬态信号测量主要有两种方案，一个是采用的基于PCI总线设计的采集卡，但在实际的检测过程中，当被测信号传到采集卡会受到现场环境的干扰，信号本身的衰减无法进行控制；另一个是采用MCU控制的的采集仪器，虽然不会产生信号传输时产生的问题，但在这种的采样装置中，所有数据的读取和存储、A/D转换器的控制都会受到MCU的寻址时间和指令运行时间的制约，对于变化速度极快，变化过程极短的高速瞬态信号，这一寻址速度是无法满足要求的。而且由于受MCU执行指令时间的限制，比如数据存放到RAM的某一单元需要MCU发出写指令，其时间会受MCU主频的限制，往往造成前一信号数据还未存储，下一信号数据已经采完的情况。

因此，为解决上述问题，本实用新型提供一种基于嵌入式的配电监测装置，由硬件电路来控制信号采集和存储，采集不受MCU指令周期的限制，实现瞬变信号的精确采集。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种基于嵌入式的配电监测装置，由硬件电路来控制信号采集和存储，采集不受MCU指令周期的限制，实现瞬变信号的精确采集。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种基于嵌入式的配电监测装置，其包括瞬变电压捕获电路、瞬变电压检测电路、高速存储器、逻辑控制模块和DSP芯片，瞬变电压检测电路包括高通滤波器、第一电压比较器、第二电压比较器、A/D转换器、正向偏置电压源和反向偏置电压源；

瞬变电压捕获电路捕获电网中的电压波形信号并将该电压波形信号至高通滤波器的输入端，高通滤波器将瞬变信号从该波形信号中提取出来，并分别送入第一电压比较器的同相输入端以及第二电压比较器的反相输入端，正向偏置电压源为第一电压比较器的反相输入端提供正向偏置电压，反向偏置电压源为第二电压比较器的同相输入端提供反向偏置电压，该瞬变信号分别与第一电压比较器和第二电压比较器的阈值进行比较，若该瞬变信号超过第一电压比较器的阈值，则判定发生正电压瞬变现象，并将比较结果通过A/D转换器输出至高速存储器进行存储；若该瞬变信号超过第二电压比较器的阈值，则判定发生负电压瞬变现象，并将比较结果通过A/D转换器输出至高速存储器进行存储；逻辑控制模块控制数据存储；DSP芯片控制逻辑控制模块以及高速存储器的工作状态；