一种便携式电能质量监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电能质量检测技术领域，具体涉及一种便携式电能质量监测装置。
【背景技术】
[0002]随着我国电力行业的不断发展，人们日益追求的生活使得电力电子技术大规模应用和发展，大量的非线性负载被使用，大型设备数量成倍增加、分散型电源频繁使用，均会引起电网电流、电压波形发生畸变，使得电压波动、闪变、三相不平衡等现象日趋严重，电源故障频发。因此对电网电能质量进行在线监测，迅速、正确的发现故障，解决问题成为供电企业的一种需求。现有的一些高端电能质量监测设备精度高，操作可靠，但是都存在检测指标宽泛、价格昂贵等特点，且操作复杂，占地面积大携带不方便、分析实时性差、数据传输不便、采集电能数据精度低，且锁相环电路针对一相进行倍频锁相，控制精度低，检测电能数据不能完全满足市场需要，因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简单，体积小，携带方便，可以实时采集三相电压数据和三相电流数据以及同步电网频率的电能质量监测装置，能实时追踪电网频率波动，有效检测电网多个电能参数，准确监测系统频率，可实时反应电网发生缺相故障信号，解决电能质量分析仪存在的价格昂贵、体积笨重、操作复杂、数据处理精度低，无法诊断缺相等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种便携式电能质量监测装置，其设计新颖合理，结构简单，具有实时监测三相电压数据、三相电流数据以及频率锁相同步的功能，稳定可靠，功能完备，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种便携式电能质量监测装置，其特征在于:包括DSP微控制器模块和电能数据监测单元，以及与所述DSP微控制器模块相接的触摸屏、通信接口电路、数据存储单元、时钟电路和复位电路；所述电能数据监测单元包括电压数据监测单元、电流数据监测单元以及对电压数据监测单元和电流数据监测单元检测的电能数据进行模数转换的Α/D转换电路，所述Α/D转换电路的输出端与DSP微控制器模块的输入端相接，所述电压数据监测单元包括电压采集电路、与电压采集电路输出端相接对电压采集电路采集的电压信号进行跟随滤波并抬升的第一信号调理电路和与第一信号调理电路输出端相接对第一信号调理电路调理的电压信号进行运算比较并倍频锁相同步的锁相同步电路，所述电流数据监测单元包括电流采集电路和与电流采集电路输出端相接对电流采集电路采集的电流信号进行信号跟随滤波的第二信号调理电路，所述锁相同步电路、第一信号调理电路和第二信号调理电路的输出端均与Α/D转换电路的输入端相接；
[0005]所述DSP微控制器模块为TMS320F28335DSP微处理器；所述Α/D转换电路为芯片ADS8365 ;所述锁相同步电路包括型号为LF251的运放U7、型号为LF251的运放U8、芯片LM139、芯片CD4046、型号为BAT54S的肖基特二极管B22、型号为BAT54S的肖基特二极管B23和芯片4040BCN ;所述运放U7的第3引脚输入分四路，一路接电阻R72的一端，另一路接电阻R73的一端，第三路通过电阻R75接地，第四路接肖基特二极管B22的第3引脚，电阻R72的另一端为锁相同步电路的第一输入端，电阻R73的另一端为锁相同步电路的第二输入端；所述运放U7的第2引脚输入分四路，一路接电阻R74的一端，另一路接肖基特二极管B22的第I引脚，第三路接肖基特二极管B22的第2引脚，第四路通过电阻R76与运放U7的第6引脚相接，电阻R74的另一端为锁相同步电路的第三输入端；所述运放U7的第7引脚与+15V电源输出端相接，所述运放U7的第4引脚与-15V电源输出端相接，所述运放U7的第6引脚通过串联的电阻R77和电阻R78与运放U8的第2引脚相接，电阻R77和电阻R78的连接端通过电容C79与运放U8的第6引脚相接，所述运放U8的第3引脚与肖基特二极管B23的第2引脚相接，肖基特二极管B23的第I引脚输入分两路，一路通过电容C28接地，另一路与运放U8的第6引脚相接，肖基特二极管B23的第3引脚与运放U8的第2引脚相接，所述运放U8的第7引脚与+15V电源输出端相接，所述运放U8的第4引脚与-15V电源输出端相接，所述芯片LM139的第4引脚输出分两路，一路通过电阻R80与运放U8的第6引脚相接，另一路通过电容C29接地；所述芯片LM139的第5引脚输入分两路，一路通过电阻R81接地，另一路通过电阻R82与芯片LM139的第2引脚相接，所述芯片LM139的第3引脚与5V电源输出端相接，所述芯片LM139的第12引脚接地，所述芯片⑶4046的第14引脚输出分两路，一路与芯片LM139的第2引脚相接，另一路与滑动电阻RW的一固定端相接，滑动电阻RW的另一固定端接地，滑动电阻RW的滑动端与芯片CD4046的第12引脚相接，所述芯片⑶4046的第11引脚通过电阻R84接地，所述芯片⑶4046的第2引脚通过串联的电阻R83和电容C30接地，电阻R83和电容C30的连接端与芯片⑶4046的第9引脚相接，所述芯片⑶4046的第6引脚通过电容C31与芯片⑶4046的第7引脚相接，所述芯片⑶4046的第4引脚输出分四路，其中三路分别与芯片ADS8365的第56引脚、第57引脚和第58引脚相接，第四路与芯片4040BCN的第10引脚相接，所述芯片4040BCN的第9引脚与芯片4040BCN的第3引脚相接，所述芯片4040BCN的第11引脚和第8引脚接地，所述芯片4040BCN的第16引脚与5V电源输出端相接。
[0006]上述的一种便携式电能质量监测装置，其特征在于:所述电压采集电路包括型号为TV19的电压互感器TV1、型号为TV19的电压互感器TV2和型号为TV19的电压互感器TV3，所述电压互感器TVl的原边一端通过电阻R63接市电的火线A，电压互感器TVl的原边另一端接市电的零线N，所述电压互感器TVl的副边一端接电阻R64的一端，电压互感器TVl的副边另一端接地，所述电压互感器TV2的原边一端通过电阻R65接市电的火线B，电压互感器TV2的原边另一端接市电的零线N，所述电压互感器TV2的副边一端接电阻R66的一端，电压互感器TV2的副边另一端接地，所述电压互感器TV3的原边一端通过电阻R67接市电的火线C，电压互感器TV3的原边另一端接市电的零线N，所述电压互感器TV3的副边一端接电阻R68的一端，电压互感器TV3的副边另一端接地。
[0007]上述的一种便携式电能质量监测装置，其特征在于:所述电流采集电路包括型号为YXLS-0.5/120的电流互感器TA1、型号为YXLS-0.5/120的电流互感器TA2和型号为YXLS-0.5/120的电流互感器TA3，所述电流互感器TAl的原边并联接在市电A相电压上，电流互感器TAl的副边并联接有电阻R69，电流互感器TAl的副边一端与电阻R69的一端的连接端接地，所述电流互感器TA2的原边并联接在市电B相电压上，电流互感器TA2的副边并联接有电阻R70，电流互感器TA2的副边一端与电阻R70的一端的连接端接地，所述电流互感器TA3的原边并联接在市电C相电压上，电流互感器TA3的副边并联接有电阻R71，电流互感器TA3的副边一端与电阻R71的一端的连接端接地。
[0008]上述的一种便携式电能质量监测装置，其特征在于:所述第一信号调理电路包括型号为LF247的芯片Ul、型号为LF247的芯片U2、型号为LF247的芯片U3、型号为BAT54S的肖基特二极管B10、型号为BAT54S的肖基特二极管B16、型号为BAT54S的肖基特二极管B12、型号为BAT54S的肖基特二极管B19、型号为BAT54S的肖基特二极管B11、型号为BAT54S的肖基特二极管B17、型号为BAT54S的肖基特二极管B14、型号为BAT54S的肖基特二极管B20、型号为BAT54S的肖基特二极管B13、型号为BAT54S的肖基特二极管B18、型号为BAT54S的肖基特二极管B15、型号为BAT54S的肖基特二极管B21和芯片LMV324I，所述芯片Ul的第3引脚输入分两路，一路通过电阻R32与电阻R64的另一端相接，另一路与肖基特二极管BlO的第3引脚相接；所述芯片Ul的第2引脚输入分两路，一路与芯片Ul的第I引脚相接，另一路与肖基特二极管BlO的第2引脚相接；所述芯片Ul的第I引脚输出分两路，一路与肖基特二极管BlO的第I引脚相接，另一路通过串联的电阻R33和电阻R34与芯片Ul的第5引脚相接；所述芯片Ul的第5引脚还与肖基特二极管B16的第3引脚相接，所述芯片Ul的第6引脚输入分三路，一路与肖基特二极管B16的第2引脚相接，另一路与肖基特二极管B16的第I引脚相接，第三路通过R52接地；所述芯片Ul的第7引脚输出分三路，一路通过电容C15与电阻R33和电阻R34的连接端相接，另一路通过电阻R38与肖基特二极管B16的第2引脚相接，第三路通过串联的电阻R42和电阻R41与芯片Ul的第10引脚相接，芯片Ul的第10引脚还与肖基特二极管B12的第3引脚相接，肖基特二极管B12的第I弓丨脚和第2引脚均与芯片Ul的第9引脚相接，所述芯片Ul的第8引脚输出分两路，一路通过串联的电阻R28和电阻R29接地，另一路通过电阻R58与芯片LMV324I的第3引脚相接，芯片Ul的第9引脚还与电阻R28和电阻R29的连接端相接，所述芯片LMV324I的第3引脚还接有肖基特二极管B19的第3引脚，肖基特二极管B19的第I引脚和第2引脚均与芯片LMV324I的第2引脚相接，所述芯片LMV324I的第I引脚输出分两路，一路与芯片LMV324I的第2引脚相接，另一路与电阻R56的一端相接；电阻R56的另一端输出分三路，一路与锁相同步电路的第一输入端相接，另一路与所述芯片ADS8365的第63引脚相接，第三路通过电容C25接地；所述芯片LMV324I的第4引脚与5V电源输出端相接，所述芯片LMV324I的第11引脚接地；
[0009]所述芯片U2的第3引脚输入分两路，一路通过电阻R37与电阻R66的另一端相接，另一路与肖基特二极管Bll的第3引脚相接；所述芯片U2的第2引脚输入分两路，一路与芯片U2的第I引脚相接，另一路与肖基特二极管Bll的第2引脚相接；所述芯片U2的第I引脚输出分两路，一路与肖基特二极管Bll的第I引脚相接，另一路通过串联的电阻R39和电阻R40与芯片U2的第5引脚相接；所述芯片U2的第5引脚还与肖基特二极管B17的第3引脚相接，所述芯片U2的第6引脚输入分三路，一路与肖基特二极管B17的第2引脚相接，另一路与肖基特二极管B17的第I引脚相接，第三路通过R53接地；所述芯片U2的第7引脚输出分三路，一路通过电容C18与电阻R39和电阻R40的连接端相接，另一路通过电阻R43与肖基特二极管B17的第2引脚相接，第三路通过串联的电阻R46和电阻R45与芯片U2的第10引脚相接，芯片U2的第10引脚还与肖基特二极管B14的第3引脚相接，肖基特二极管B14的第I引脚和第2引脚均与芯片U2的第9引脚相接，所述芯片U2的第8引脚输出分两路，一路通过串联的电阻R30和电阻R31接地，另一路通过电阻R60与芯片LMV324I的第5引脚相接，芯片U2的第9引脚还与电阻R30和电阻R31的连接端相