[实用新型]一种三相电参数采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置及数据处理方法，具体地说是一种三相电参数采集装置及对三相电信号分析处理的方法。

背景技术

三相多功能电能表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的，它能测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度、谐波等。

随着电子技术的飞速发展，电能表的集成度越来越高。现在的三相多功能电表主要是采用电能计量芯片加微控制器结构，这种方案所有的电参数都是由电能计量芯片自行分析，虽然降低了对微控制器处理数据的要求，但是计算的电参数种类，完全取决于电能计量芯片的功能，往往不能全面的分析电参数，更不具备谐波分析功能，同时受A/D位数和A/D采样和转换时间的限制，测量精度不高，应用不灵活。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供了一种三相电参数采集装置，其根据采集的信号能够直接得到各种电参数，不但得到的电参数种类丰富，而且具备谐波分析功能。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种三相电参数采集装置，其特征是，包括信号采集单元、信号调理电路、模数转换模块、主控单元、存储单元和通信单元，所述信号采集单元、信号调理电路和模数转换模块依次连接，所述主控单元分别与模数转换模块、存储单元和通信单元连接；其中，信号采集单元用以采集三相电的信号并发送给信号调理电路，所述信号调理电路对采集的三相电信号进行初步调理处理，并将初步调理处理后的三相电信号发送给数模转换模块，所述数模转换模块将采集到的三相电的模拟信号转换为数字信号并将三相电的数字信号发送给主控单元，所述主控单元对接收到的三相电信号进行分析处理，并将分析处理后得到的三相电参数通过通信单元发送给上位机，同时将数据存储到存储单元。

上述三相电参数采集装置中，所述信号采集单元包括电压互感器和电流互感器。

上述三相电参数采集装置中，所述主控单元包括微控制器以及分别与之连接SPI接口、RS485接口和IIC接口。

上述三相电参数采集装置中，所述存储单元包括EEPROM存储器。

上述三相电参数采集装置中，所述模数转换模块包括16位6通道同步采样模数转换芯片。

一种利用本实用新型所述三相电参数采集装置对三相电信号进行分析处理的方法，包括以下过程：

系统初始化；

对采样数据进行处理，计算三相电参数；

上传三相电参数数据；

数据存储。

上述对三相电进行分析处理的方法中，还包括采样中断过程，所述采样中断过程包括以下过程：判断是否到达一个采样周期，如果是，则计算三相电参数，然后结束采样中断过程；如果不是，则直接结束采样中断过程。

上述对三相电进行分析处理的方法中，还包括通信中断过程，所述通信中断过程包括以下过程：是否中断指令，如果没有，则结束通信中断过程；如果有中断指令，则根据指令进行相关操作，如果是设置参数指令，则对模块参数进行设置，如果是读取数据指令，则返回采集的三相电参数。

上述对三相电进行分析处理的方法中，还包括定时中断过程，所述定时中断过程包括以下过程：是否进行定时中断，如果是，则对累加数据进行累加，并将最新的累加数据存储到存储单元，然后结束定时中断过程；如果否，则直接结束定时中断过程。

上述对三相电进行分析处理的方法中，所述数据处理过程包括以下过程：

采集多个周期的三相电压、电流瞬时值；

通过数字积分公式计算三相相电压、线电压，三相相电压平均值，三相线电压平均值，三相不平衡电压，三相电压不平衡度，三相电流值，三相不平衡电流，三项电流不平衡度，周波，功率因素，三相有功功率，三相无功功率和三相视在功率等电参数；

通过功率值和累积的时间计算出正向有功总电能，反向有功总电能，正向无功总电能，反向无功总电能；

对电压、电流瞬时值做傅里叶变换，将时域信号转换到频域分析三相电压各次谐波及总畸变率，三相电流各次谐波及总畸变率等。

本实用新型的有益效果是，本实用新型采用了A/D转换芯片加微处理器，微处理器根据采集的信号能够直接得到各种电参数，不但得到的电参数种类丰富，而且具备谐波分析功能。本实用新型能够进行复杂的数据处理，不仅完成更多的电参数测量，且测量精度高，而且装置体积小、设置简便。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型所述微控制器的电原理图；