[发明专利]一种电能质量监测系统

摘要

本发明公开了一种电能质量监测系统，利用ZigBee无线传输模块实现ARM与DSP之间的通信，省去了复杂的布线环节，节约了大量的精力和成本，该系统可对电网谐波的有效值、功率及功率因数、谐波畸变率、谐波含有率、电压波动与闪变、三相不平衡度等多种电能质量参数进行测量。系统具有低成本，高可靠性，高容量、组网简单等特点，适用于工业园中自动化生产线精密仪器、设备的电能质量的实时监测，对高科技工业园提高生产效率，节能减排具有实际意义，天线内均设置有有源天线和无源天线，外围电路采用恒源流电路设计，没有电流波动，提高了整个装置的稳定性以及检测的精确性，同时对蓄电池的温度进行了检测。

主权项

一种电能质量监测系统，其特征在于，包括由电参数采集模块、定位模块、电量采集模块、温度采集模块、信号处理单元、A/D、DSP及ZigBee模块组成的数据采集节点；由ARM9S3C2440、SDRAM、ZigBee模块以及电源和恒源流电路组成的汇聚节点模块；用于完成数据收集、数据分析、结果显示及存储的本地上位机，以及用于通过互联网接入本地上位机的服务器平台，通过“终端一服务器”的形式完成对本地上位机的操作，从而实现数据和信息的共享的远程监测管理中心，所述电参数采集模块、电量采集模块、定位模块和温度采集模块对监测区域内的电参数、电量和温度进行采集转换成适合A/D转换的交流小信号，经滤波后输入到A/D转换器，DSP读取A/D转换结果并进行相关电能质量参数运算和分析，分析结果通过CC2530无线通信模块传送至汇聚节点模块，所述CC2530无线通信模块上设有天线，所述天线包括外壳(1)，外壳(1)内设置有储存芯片(2)以及第一天线(3)和第二天线(4)，第一天线(3)和第二天线(4)通过单刀双掷开关(5)与储存芯片相连，单刀双掷开关(5)与储存芯片(2)之间设置有滤波电路(6)，滤波电路(6)包括串联设置的固定电感(L1)和可调电感(L2)，在固定电感(L1)和可调电感(L2)的两端以及固定电感(L1)和可调电感(L2)的公共端分别与大地端(GND)之间串联有第一电容(C1)、第二电容(C2)和第三电容(C3)，第一天线(3)与单刀双掷开关(5)之间设置有三极管(Q)，第一天线(3)连接在三极管(Q)的基极，三极管(Q)的集电极连接有蓄电池电源(Vcc)，三极管(Q)的发射极通过限流电阻(R)连接至储存芯片(2)；外壳(1)的外侧设置有若干层平行设置的太阳能电池板(7)，相邻两个太阳能电池板(7)之间设置有间隙(8)，太阳能电池板(7)连接至蓄电池电源(Vcc)，所述外围电路包括第一放大器(U1A)、第二放大器(U1B)、线性光耦(U2)、第一电阻(R1)‑第九电阻(R9)、电位器(RW)和场效应管(IRF640)，线性光耦(U2)的1脚分别与场效应管(IRF640)的栅极、第九电阻(R9)的一端相连，线性光耦(U2)的2脚分别与第八电阻(R8)一端、第二放大器(U1B)的6脚相连，第八电阻(R8)另一端接地，线性光耦(U2)的3脚接第七电阻(R7)至第二放大器(U1B)的7脚，第二放大器(U1B)的5脚接第一放大器(U1A)的1脚，第一放大器(U1A)的3脚与电位器RW相连，第一放大器(U1A)的2脚与第六电阻(R6)一端相连，第六电阻(R6)另一端分别与第五电阻(R5)一端、第四电阻(R4)一端、第三电阻(R3)一端相连，第五电阻(R5)另一端接地，串联的第一电阻(R1)和第四电阻(R4)与串联的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)并联，第一电阻(R1)和第二电阻(R2)连接节点与第九电阻(R9)另一端、场效应管(IRF640)的源极相连。