[实用新型]电能质量在线监测装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于在线式电能质量监测与分析装置领域，具体涉及一种电能质量在线监测装置。

背景技术

随着电力电子技术的广泛应用与发展，如静止变流器，工业交直流变换装置、电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，电力系统中的非线性负载，冲击性、波动性负荷越来越多，引起电网电流、电压波形发生畸变，产生大量的高次谐波，引起电压波动、闪变以及三相不平衡等一系列的电能质量问题。电能质量问题严重危害到了电网安全运行，成为电网的“公害”。另一方面，机场、银行、精密制造业、计算机网络和服务监控中心等行业，对电网“干净清洁”的环境要求呈现出日益增加的趋势。因此，无论从电网运行的需要考虑，还是从用户的需要考虑，加强对电能质量的监测都是非常必要的。

国内电能质量在线监测与分析系统的研究自2006年后开始逐步开始，设备主要分为便携式装置和在线式装置两种类型，其中便携式装置通过不定期对所关注的点进行测试，需求量较小。市场主要需求在线式电能质量监测与分析产品。

目前，在线式电能质量监测与分析装置主要分为以下两种设计方式：

1)一类是基于工控机结构的变电站电能质量在线监测装置，该装置由于采用工控机作为系统的核心处理部分，存在机械转动部分，长期运行实际效果并不理想，故障率较高，由于在设计方面的缺陷，其并不能真正实现变电站多条回路的同步监测。

(2)另一类是基于嵌入式的变电站单回路电能质量在线监测装置，对于变电站来说，一股需要对进线和出线多条回路进行监测，单回路显然无法满足要求，这就需要采用多台设备进行监测。同时多台设备的同步问题也是需要解决的。由于采用flash作为存储设备，受通道容量限制，在网络通讯中断的情况下，只能保存一个星期的历史数据。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术在线式电能质量监测与分析装置无法满足多条回路同步检测的缺陷，提供一种能够实现多回路同步检测的电能质量在线监测装置。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

即一种电能质量在线监测装置，其特征在于包括并行的DSP、ARM9芯片和FPGA芯片，DSP芯片和ARM9芯片之间，ARM9芯片和FPGA芯片之间均设有大容量双口RAM，所述FPGA芯片的数据输入端与A/D采样模块的数据输出端连接，A/D采样模块的数据输入端与互感器的数据输出端连接，FPGA芯片的数据输出端与第一双口RAM的数据输入端连接，第一双口RAM的数据输出端与DSP芯片的数据输入端连接，DSP芯片的数据输出端与第二双口RAM的数据输入端连接，第二双口RAM的数据输出端口与ARM9芯片的数据输入端连接，所述DSP芯片与DSP存储模块连接，ARM9芯片分别与ARM9存储模块、通信模块、显示模块、输入模块连接。

FPGA的信号输出端分别于DSP和第二双口RAM的信号输入端连接。

本实用新型中：

DSP存储模块为flash存储模块和SRAM存储模块其中任一种或两种的组合。

ARM9存储模块为flash存储模块、SD卡存储模块、SRAM存储模块其中任一种或两种的组合或三种的组合。

通信模块为以太网模块、RS485模块、RS232模块其中任一种或两种的组合或三种的组合。

显示模块为TFTLCD显示屏。

输入模块为键盘。

本实用新型采用如下关键技术来保障性能：

a、采用TI公司32位浮点DSP为核心，具有强大的数据处理能力；

b、数据存储和通讯处理器采用ARM9，嵌入Linux操作系统作为软件平台，16G的存储空间(储存年限＞1年)，满足电能质量监测装置对数据存储的要求，终端集成嵌入式数据库，保证数据掉电不丢失，同时提高数据输入输出效率和能力；终端具有优秀的人机界面，操作简单方便；

c、数据采集通道A/D设计，可最大同步采集24通道，电压电流通道可根据用户需求选配，所有通道完全同步采样，精度更高、速度更快，且任何一路A/D损坏都不影响其它通道数据的正常采集；

d、采用大规模可编程器件CPLD，减少了大量外围电路，提高了系统的可靠性，同时增强了系统的灵活性；

e、5.6寸TFTLCD显示，可实时显示电压电流波形，以及事件记录波形；

f、核心处理板上不同CPU之间的通讯采用大容量的双口ram，保证了数据交换的实时性，和流畅性；

g、采用外部GPS同步采样技术，保证了同一变电站内或不同变电站内监测装置的同步采样；