電網諧波檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電網諧波檢測技術領域，尤其涉及電網諧波檢測系統(tǒng)，采用單片機控制技術，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)功能單一的問題，達到了智能自動篩選檢測的效果；采用電壓采集技術，解決了不間斷檢測的問題，可以隨時了解電網諧波的情況；采用報警技術，解決了只能根據人工觀察數(shù)據，不能得到直觀的諧波情況的問題，達到瞬時抑制諧波的效果。采用雙運放的電壓處理技術，解決了輸出阻抗過高而引起的信號失真的問題，經過處理的電壓信號無失真地進入到單片機，使單片機及時作出動作，解決諧波問題。
【專利說明】
電網諧波檢測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及電網諧波檢測技術領域，尤其涉及電網諧波檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著我國用電量的增長以及我國電網的發(fā)展，電能質量的問題一直是我國最近所面臨的重大課題。在電能質量中，諧波的問題又是我們所面臨的最大的問題。所以諧波的檢測、監(jiān)測已成為電能質量的一個重要指標。然而現(xiàn)在的一些諧波檢測僅僅是實時檢測，而不能做到高度自動化，同時信號的采集與處理也過于單一。
[0003]電網中諧波含量過高不僅對電能質量有影響，而且對電力器件也會造成損壞，所以及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，已經成為電網不得不面對的問題。在既已形成的電網，不能改變結構的前提下，必須有效、瞬時監(jiān)測到諧波的情況，并采取相應的措施。電網上的事故基本上都是瞬時發(fā)生的，所以靠人來監(jiān)測已經不能夠采取動作。然而靠硬件和控制器來判斷，處理時間就縮短了許多，所以諧波檢測此時也需要進入智能、高度自動化的時代。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供了電網諧波檢測系統(tǒng)，采用單片機控制技術，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)功能單一的問題，達到了智能自動篩選檢測的效果;采用電壓采集技術，解決了不間斷檢測的問題，可以隨時了解電網諧波的情況;采用報警技術，解決了只能根據人工觀察數(shù)據，不能得到直觀的諧波情況的問題，達到做出瞬時抑制諧波的效果。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:包括單片機單元、電源模塊、電壓處理單元、電壓采集模塊;單片機單元I/O 口與電壓處理單元連接;單片機單元I/O口與報警單元;單片機單元I/o口與LCD顯示屏連接；電源模塊與單片機單元電壓輸入端相連接;電壓采集模塊一側通過電壓處理單元與單片機單元連接，另一側與供電線連接。
[0006]進一步優(yōu)化本技術方案，所述的單片機單元為STC12C5A60S2單片機；電源模塊為5V-3A的開關電源；電壓采集模塊為GPT-206B電壓互感器；
[0007]進一步優(yōu)化本技術方案，所述的電壓處理單元包括二極管Dl、二極管D2、放大器Ql、放大器Q2 ；單片機單元的Pl.1接口連接供電線;單片機單元Pl.2經限流電阻R2與電壓采集模塊的高壓側連接；電壓采集模塊的低壓側經二極管D1、二極管D2與運算放大器Ql輸入端連接;運算放大器Ql的輸入端經電容C3與運算放大器Ql的輸出端相連;運算放大器Ql的輸出端經電阻R3、電阻R4與運算放大器Q2的正輸入端連接;運算放大器Ql的輸出端經電容C4與地連接;運算放大器Ql的電源端正級電源模塊正極相連，運算放大器Ql負極與電源模塊的負極連接;運算放大器Q2的正向輸入端與運算放大器Ql的輸出端連接，運算放大器Q2的負向輸入端經電容C5與運算放大器Q2的輸出端連接;運算放大器Q2的輸出端經電阻R5與單片機單元的A/D 口連接;運算放大器Q2的電源端正級電源模塊正極相連，運算放大器Q2負極與電源模塊的負極連接；
[0008]進一步優(yōu)化本技術方案，所述的報警單元包括電阻R7、三極管Q4、喇叭LS1、12V電壓源;單片機單元的Pl.0 口連接電阻R7，阻值為1K;電阻R7的另一端與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極與喇叭LSl連接，三極管Q4的發(fā)射極與電壓負極連接;喇叭LSl另一端與12V電壓連接；
[0009]進一步優(yōu)化本技術方案，所述的LCD顯示屏的型號為IXD12864;IXD顯示屏的E管腳與單片機單元的Pl.2管腳連接;單片機單元的RW管腳與單片機單元的Pl.3管腳連接;單片機單元RS管腳與單片機單元的Pl.4管腳連接;單片機單元的PSB管腳與電源模塊的負極連接;單片機單元的VO管腳與R8電位器的滑動端連接，R8電位器的一端與電源模塊的正極連接，另一端接地。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:1、單片機單元使用STC12C5A60S2型號作為主控單元，集成了較大容量的存儲器、豐富強大的硬件接口電路，運行速度快，性價比高，最重要的是STC12C5A60S2單片機自帶A/D轉換口，使用方便，運行速度快;2、電壓采集模塊使用GPT-206B電壓互感器，保障了得到的電壓信號接近電網電壓，使單片機對電壓的處理接近真實電壓;3、電壓處理單元中使用LM373運算放大器，運算效率高，節(jié)能顯著。
【附圖說明】
[0011]圖1是本設備內部結構圖；
[0012]圖2是單片機單元電路圖；
[0013]圖3是電壓處理單元電路圖；
[0014]圖4是報警單元電路圖；
[0015]圖5是IXD顯示屏接口圖。
[0016]圖中，1、單片機單元；2、電源模塊;3、電壓處理單元;4、電壓采集模塊;5、報警單元;6、IXD顯示屏;7、供電線。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0018]【具體實施方式】一:如圖1-5所示，包括單片機單元1、電源模塊2、電壓處理單元3、電壓采集模塊4;單片機單元I I/O 口與電壓處理單元3連接;單片機單元I I/O 口與報警單元5;單片機單元11/0口與LCD顯示屏6連接；電源模塊2與單片機單元I電壓輸入端相連接；電壓采集模塊4 一側通過電壓處理單元3與單片機單元I連接，另一側與供電線7連接；
[0019]所述的單片機單元I為STC12C5A60S2單片機;電源模塊2為5V-3A的開關電源；電壓采集模塊4為GPT-206B電壓互感器;所述的電壓處理單元3包括二極管D1、二極管D2、放大器Q1、放大器Q2;單片機單元I的Pl.1接口連接供電線7;單片機單元I Pl.2經限流電阻R2與電壓采集模塊4的高壓側連接；電壓采集模塊4的低壓側經二極管D1、二極管D2與運算放大器Ql輸入端連接;運算放大器Ql的輸入端經電容C3與運算放大器Ql的輸出端相連;運算放大器Ql的輸出端經電阻R3、電阻R4與運算放大器Q2的正輸入端連接;運算放大器Ql的輸出端經電容C4與地連接;運算放大器Ql的電源端正級電源模塊2正極相連，運算放大器Ql負極與電源模塊2的負極連接;運算放大器Q2的正向輸入端與運算放大器Ql的輸出端連接，運算放大器Q2的負向輸入端經電容C5與運算放大器Q2的輸出端連接;運算放大器Q2的輸出端經電阻R5與單片機單元I的A/D 口連接;運算放大器Q2的電源端正級電源模塊2正極相連，運算放大器Q2負極與電源模塊2的負極連接;所述的報警單元5包括電阻R7、三極管Q4、喇機LS1、12V電壓源;單片機單元I的Pl.0 口連接電阻R7，阻值為1K;電阻R7的另一端與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極與喇叭LSl連接，三極管Q4的發(fā)射極與電壓負極連接;喇叭LSl另一端與12V電壓連接;所述的LCD顯示屏6的型號為IXD12864; IXD顯示屏6的E管腳與單片機單元I的Pl.2管腳連接;單片機單元I的RW管腳與單片機單元I的Pl.3管腳連接;單片機單元I RS管腳與單片機單元I的Pl.4管腳連接;單片機單元I的PSB管腳與電源模塊2的負極連接;單片機單元I的VO管腳與R8電位器的滑動端連接，R8電位器的一端與電源模塊2的正極連接，另一端接地。
[0020]圖1中，當電壓采集模塊4采集到的電壓出現(xiàn)諧波時，電壓處理單元3處理此時從電壓采集模塊4采集到的電壓;運算放大器Q1、運算放大器Q2處理電壓，使其與預設值進行比較，輸出出現(xiàn)諧波的信號送到單片機單元I的A/D轉換口；單片機單元I將諧波信號處理成數(shù)字信號，與設定值進行比較;如果與設定值不符，則單片機會驅動報警單元5報警，及時告知工作人員采取相應的措施，同時在LCD顯示屏6顯示相應的信息。
[0021]圖2為MCU單元I的電路結構圖，使用STC12C5A60S2單片機作為主控單元，集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路，尤其是這款單片機自帶A/D口，不用額外加A/D芯片且運算速度快。
[0022]圖3中，使用GPT-206B電壓互感器，將高壓側的信號無失真地采集下來，接近高壓側的高壓信號，方便后面的處理電路進行處理。除此之外，采用兩級放大器可以保證最后輸出的信號更加精確，同時也最大限度地將高壓側的一些諧波濾除掉，達到信號保真的效果。
[0023]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【主權項】
1.基于電網諧波檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機單元(I)、電源模塊(2)、電壓處理單元(3)、電壓采集模塊(4);單片機單元(I) I/O口與電壓處理單元(3)連接;單片機單元(I)I/O口與報警單元(5);單片機單元(1)1/0口與LCD顯示屏(6)連接;電源模塊(2)與單片機單元(I)電壓輸入端相連接;電壓采集模塊(4)一側通過電壓處理單元(3)與單片機單元(I)連接，另一側與供電線(7)連接。2.根據權利要求1所述的電網諧波檢測系統(tǒng)，其特征在于:單片機單元(I)為STC12C5A60S2單片機；電源模塊(2)為5V-3A的開關電源；電壓采集模塊(4)為GPT-206B電壓互感器。3.根據權利要求1所述的電網諧波檢測系統(tǒng)，其特征在于:電壓處理單元(3)包括二極管Dl、二極管D2、放大器Ql、放大器Q2;單片機單元(I)的Pl.1接口連接供電線(7);單片機單元(I)Pl.2經限流電阻R2與電壓采集模塊(4)的高壓側連接；電壓采集模塊(4)的低壓側經二極管Dl、二極管D2與運算放大器Ql輸入端連接;運算放大器Ql的輸入端經電容C3與運算放大器Ql的輸出端相連;運算放大器Ql的輸出端經電阻R3、電阻R4與運算放大器Q2的正輸入端連接;運算放大器Ql的輸出端經電容C4與地連接;運算放大器Ql的電源端正級電源模塊(2)正極相連，運算放大器Ql負極與電源模塊(2)的負極連接;運算放大器Q2的正向輸入端與運算放大器Ql的輸出端連接，運算放大器Q2的負向輸入端經電容C5與運算放大器Q2的輸出端連接;運算放大器Q2的輸出端經電阻R5與單片機單元(I)的A/D 口連接;運算放大器Q2的電源端正級電源模塊(2)正極相連，運算放大器Q2負極與電源模塊(2)的負極連接。4.根據權利要求1所述的電網諧波檢測系統(tǒng)，其特征在于:報警單元(5)包括電阻R7、三極管Q4、喇叭LS1、12V電壓源;單片機單元(I)的Pl.0 口連接電阻R7，阻值為10K;電阻R7的另一端與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極與喇叭LSl連接，三極管Q4的發(fā)射極與電壓負極連接;喇叭LSl另一端與12V電壓連接。5.根據權利要求1所述的電網諧波檢測系統(tǒng)，其特征在于:LCD顯示屏(6)的型號為IXD12864;IXD顯示屏(6)的E管腳與單片機單元(I)的Pl.2管腳連接;單片機單元(I)的RW管腳與單片機單元(I)的Pl.3管腳連接;單片機單元(I)RS管腳與單片機單元(I)的Pl.4管腳連接;單片機單元(I)的PSB管腳與電源模塊(2)的負極連接;單片機單元(I)的VO管腳與R8電位器的滑動端連接，R8電位器的一端與電源模塊(2)的正極連接，R8電位器另一端接地。
【文檔編號】G01R23/16GK205427044SQ201620252817
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】李仲啟
【申請人】李仲啟