一种快速传输电能质量检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测系统，具体是一种快速传输电能质量检测系统。
【背景技术】
[0002]随着电力电子设备的应用领域越来越广，导致用电负荷加大，其中一些冲击性、非线性负荷使得电网中电压波形畸变，电压波动、闪变和谐波含量增加等问题时有发生，电网受到严重污染；另外，随着精密和复杂电子设备的大量应用，对电网电能质量的要求也越来越高。因此如何提高电能质量是电力企业面临的一个重要课题，而对电能进行实时监测是提高和改善电能质量的一个重要组成部分。
[0003]目前已有的电能质量监测设备基本实现了对数据的采集、传输以及分析处理功能，只是在各功能实现的方式上有所不同。文献分别采用虚拟仪器技术、DSP+MCU双CPU设计以及在LPC2478上移植yC/OS-1I操作系统技术来实现对电能质量的监测，其中与外部的通信部分采用RS-232、红外、RS-485等通信方式。
[0004]通信技术是研究与开发电能质量监测系统的关键技术之一，其通信性能也直接影响着整个电能质量监测系统的性能，这样对数据的传输速率以及传输可靠性方面提出很高的要求。由于CAN总线在性能、可靠性等方面的突出优势以及可高速、长距离传输等特点，使之特别适合现场监控设备的数据通信。因此，采用CAN总线来构建电能质量监测系统的通信网络，可有效地实现大量数据高速可靠地传输。同时，以往在线式电能质量监测装置的存储容量较小，而本实用新型利用数据存储模块，使装置外扩更大容量的移动硬盘，实现了数据的海量存储。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种快速传输电能质量检测系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种快速传输电能质量检测系统，包括电流电压互感器、信号调理电路、抗混叠滤波电路、锁相倍频电路、A/D转换模块、控制器U1、控制器U2和CAN转以太网模块，所述信号调理电路分别连接电流电压互感器、抗混叠滤波电路和锁相倍频电路，锁相倍频电路还连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接抗混叠滤波电路输出端和控制器U1，控制器U1还分别连接CAN转以太网模块和控制器U2，CAN转以太网模块还连接上位机，控制器U2还通过数据存储模块连接大容量移动硬盘。
[0008]所述抗混叠滤波电路包括运放A1、电阻R1和电容C1，电阻R1连接信号调理电路输出端，电阻R1另一端分别连接电容C1和电阻R2，电阻R2另一端分别连接运放A1同相端和接地电容C2，电容C1另一端分别连接运放A1反相端、运放A1输出端和A/D转换模块。
[0009]作为本实用新型进一步的方案:所述A/D转换模块采用ADS8364芯片。
[0010]作为本实用新型进一步的方案:所述控制器U1和控制器U2均采用TMS320F2812。
[0011]作为本实用新型进一步的方案:所述CAN转以太网模块通过以太网连接上位机。
[0012]作为本实用新型进一步的方案:所述锁相倍频电路由相位比较器、环路滤波器、压控振荡器和分频器4部分构成。
[0013]作为本实用新型再进一步的方案:所述CAN转以太网模块采用SN65HVD230D。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型快速传输电能质量检测系统有效地实现了基站与上位机系统之间的数据通信；同时利用数据存储模块，使装置外扩了大容量移动硬盘，实现了数据的海量存储；系统结构简单，成本低，体积小，而且采用了CAN通信方式，相对于传统的RS-232、红外、RS-485等通信方式具有稳定性高的特点，非常适合推广使用。
【附图说明】
[0015]图1为快速传输电能质量检测系统的电路结构框图；
[0016]图2为快速传输电能质量检测系统中抗混叠滤波电路的电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]请参阅图1?2，本实用新型实施例中，一种快速传输电能质量检测系统，包括电流电压互感器、信号调理电路、抗混叠滤波电路、锁相倍频电路、A/D转换模块、控制器U1、控制器U2和CAN转以太网模块，信号调理电路分别连接电流电压互感器、抗混叠滤波电路和锁相倍频电路，锁相倍频电路还连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接抗混叠滤波电路输出端和控制器U1，控制器U1还分别连接CAN转以太网模块和控制器U2，CAN转以太网模块还连接上位机，控制器U2还通过数据存储模块连接大容量移动硬盘。
[0019]抗混叠滤波电路包括运放A1、电阻R1和电容C1，电阻R1连接信号调理电路输出端，电阻R1另一端分别连接电容C1和电阻R2，电阻R2另一端分别连接运放A1同相端和接地电容C2，电容C1另一端分别连接运放A1反相端、运放A1输出端和A/D转换模块。
[0020]A/D转换模块采用ADS8364芯片。
[0021]控制器U1和控制器U2均采用TMS320F2812。
[0022]CAN转以太网模块通过以太网连接上位机。
[0023]锁相倍频电路由相位比较器、环路滤波器、压控振荡器和分频器4部分构成。
[0024]CAN转以太网模块采用SN65HVD230D。
[0025]本实用新型的工作原理是:请参阅图1?2，系统采用双控制器作为核心，将采集到的数据进行A/D转换后输出给控制器U1，控制器U1分析处理后连同原始数据一同发送到CAN总线上，CAN转以太网模块从总线上读取数据上传至上位机进行分析处理，通过图表显示、统计、分析，实时显示电能质量的健康状况，控制器U2从总线上读取数据后进行压缩，通过数据存储模块将数据存到大容量移动硬盘里。
[0026]抗混叠滤波电路实质是迫使信号通过一个有限带宽的低通滤波器，使输入到A/D转换模块的信号为有限带宽信号，并且以很小的衰减让有效的频率信号通过，而抑制这个频带以外的频率信号，从而防止信号的频谱发生混叠及高频干扰。该滤波器的截止频率为采样频率的一半。谐波测量系统在信号每个周期采样128点即采样频率为128X50 =6400Hz,所以抗混叠滤波器的截止频率为采样频率的一半即3200Hz。
[0027]虽然我国电网的频率规定为50Hz，但实际电网的频率受供电负荷不平衡影响会有一些波动。如果以定步长对电力系统的信号进行采样，会使实际每个工频周期内采样点的起始时刻、采样点个数出现差异，这种差异将导致栅栏效应和频谱泄露，使信号频谱分析的结果产生误差。为尽量减小这种误差，使用锁相倍频电路跟踪系统频率的波动。锁相倍频电路由相位比较器、环路滤波器、压控振荡器和分频器4部分构成。
[0028]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0029]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种快速传输电能质量检测系统，包括电流电压互感器、信号调理电路、抗混叠滤波电路、锁相倍频电路、A/D转换模块、控制器U1、控制器U2和CAN转以太网模块，其特征在于，所述信号调理电路分别连接电流电压互感器、抗混叠滤波电路和锁相倍频电路，锁相倍频电路还连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接抗混叠滤波电路输出端和控制器U1，控制器U1还分别连接CAN转以太网模块和控制器U2，CAN转以太网模块还连接上位机，控制器U2还通过数据存储模块连接大容量移动硬盘； 所述抗混叠滤波电路包括运放A1、电阻R1和电容C1，电阻R1连接信号调理电路输出端，电阻R1另一端分别连接电容C1和电阻R2，电阻R2另一端分别连接运放A1同相端和接地电容C2，电容C1另一端分别连接运放A1反相端、运放A1输出端和A/D转换模块。2.根据权利要求1所述的快速传输电能质量检测系统，其特征在于，所述A/D转换模块采用ADS8364芯片。3.根据权利要求1所述的快速传输电能质量检测系统，其特征在于，所述控制器U1和控制器U2均采用TMS320F2812。4.根据权利要求1所述的快速传输电能质量检测系统，其特征在于，所述CAN转以太网模块通过以太网连接上位机。5.根据权利要求1所述的快速传输电能质量检测系统，其特征在于，所述锁相倍频电路由相位比较器、环路滤波器、压控振荡器和分频器4部分构成。6.根据权利要求1所述的快速传输电能质量检测系统，其特征在于，所述CAN转以太网模块采用SN65HVD230D。
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速传输电能质量检测系统，包括电流电压互感器、信号调理电路、抗混叠滤波电路、锁相倍频电路、A/D转换模块、控制器U1、控制器U2和CAN转以太网模块，信号调理电路分别连接电流电压互感器、抗混叠滤波电路和锁相倍频电路，锁相倍频电路还连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接抗混叠滤波电路输出端和控制器U1。本实用新型快速传输电能质量检测系统有效地实现了基站与上位机系统之间的数据通信；同时利用数据存储模块，使装置外扩了大容量移动硬盘，实现了数据的海量存储；系统结构简单，成本低，体积小，而且采用了CAN通信方式，相对于传统的RS-232、红外、RS-485等通信方式具有稳定性高的特点，非常适合推广使用。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN205139266
【申请号】CN201520843087
【发明人】吴阿滚
【申请人】吴阿滚
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月28日