[发明专利]一种电能质量分析仪

说明书

本发明公开了一种电能质量分析仪，包括主板、采样板、功能板、显示按键单元和电源板，主板、采样板、功能板和显示按键单元均分别与电源板电信号连接。本发明电能质量分析仪，能精确可靠地采集、记录各相线中各电量参数如电压、电流的情况，根据采集、记录的各相线的电量参数，可自动构造电网谐波图形，分析电网谐波畸变率、三相平衡度等的情况，进而判断电网质量，电网电能异常时，还可发出警报，便于电能管理；且，根据采集、记录的各相线中各电量参数以及电能的累积量，可监测电网用电量的同时，在设置费率后，还可进行贸易结算。

技术领域

本发明涉及电力监测仪表领域，尤其涉及一种电能质量分析仪。

背景技术

随着国民经济和科学技术的蓬勃发展，冶金、化学等现代化大工业和电气化铁路大量兴起，电网负荷加大的同时，电力系统中的非线性负荷及冲击性、波动性负荷使得电网出现波形畸变（谐波）、电压波动、闪变、三相不平衡等问题，电网的非对称性（负序）和负荷波动性日趋严重。电能质量下降，严重影响供用电设备的安全和经济运行，电能质量的管理越发的迫切，极需监测解决。现阶段各大电力行业大多采用电网监测系统对电能质量进行采集与分析，需要建立专用的监测环境，配备大量人力物力进行监测与管理，同时监测数据的备份还需要建立专有数据库进行定期保存，耗时耗力。

发明内容

本发明的目的在于提供涉及一种电能质量分析仪。

实现本发明目的的技术方案是：一种电能质量分析仪，包括主板、采样板、功能板、显示按键单元和电源板，主板、采样板、功能板和显示按键单元均分别与电源板电信号连接； 主板上具有MCU处理器、外部时钟电路、存储单元、看门狗、AD转换电路、收发器和通讯电路，外部时钟电路、存储单元、看门狗、AD转换电路、收发器和通讯电路均分别与MCU处理器电信号连接；

采样板上具有相线电压采样电路和相线电流采样电路，采样板上相线电压采样电路和相线电流采样电路各自的数量均分别与电网相线数量相一致，采样板上各相线电压采样电路和各相线电流采样电路均分别与主板上的AD转换电路电连接；

功能板上具有DI输入电路、DO输出电路和累积电能脉冲输出电路，功能板上的DI输入电路、DO输出电路和累积电能脉冲输出电路均分别与主板上的MCU处理器电信号连接；

显示按键单元与主板上的收发器电信号连接；

其中，采样板上相线电压采样电路与电网相线一一对应，相线电压采样电路用于实时采集与其对应的电网相线的电压信号；采样板上相线电流采样电路与电网相线一一对应，相线电压采样电路用于实时采集与其对应的电网相线的电流信号；累积电能脉冲输出电路用于接收主板上MCU处理器发送来的累积电能的脉冲信号，并将该累积电能的脉冲信号输出。

进一步地，MCU处理器为32位处理器。32位处理器接口丰富，具有串口、I2C总线接口、PWM接口等众多接口，考虑到其应用要求及成本，MCU处理器较佳为32位处理器。

进一步地，主板上的存储单元包括NAND存储器和F-RAM存储器。其中，NAND存储器用于存储采集信号（如各相线对应的电压信号和电流信号）的历史数据以及存储各硬件电路初始化参数，具有掉电后数据不会丢失，仍能保持数据的功能；F-RAM存储器为Flash存储器，用于记录临时事件，配合MCU处理器，进行后台事件管理。

进一步地，收发器为八位元收发器。如型号为74LV245的八位元收发器，由于本发明电能质量分析仪的显示数据量相对较少，考虑到需求与成本，驱动显示按键单元的收发器为八位元收发器即可。