專利名稱：適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)中對電網(wǎng)電壓、諧波、頻率的測量領(lǐng)域，尤其是一種適用
于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，近年來電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載越來越 多，如靜止變流器，工業(yè)交直流變換裝置等。這些非線性負(fù)荷會(huì)弓I起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā) 生畸變，造成電網(wǎng)的諧波"污染"；沖擊性、波動(dòng)性負(fù)荷，如電弧爐、大型軋鋼機(jī)、電力機(jī)車等， 運(yùn)行中不僅產(chǎn)生大量的高次諧波，還引起電壓波動(dòng)、閃變以及三相不平衡等一系列的電能 質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題不但導(dǎo)致供用電設(shè)備本身的安全性和使用壽命降低，而且嚴(yán)重干 擾了電網(wǎng)自身的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，成為電網(wǎng)的"公害"。而另一方面，機(jī)場、銀行、精密制造業(yè)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)監(jiān)控中心等許多場合，對電網(wǎng)"干凈清潔"的環(huán)境要求呈現(xiàn)出日益增加的 趨勢。因此，無論從電網(wǎng)運(yùn)行的需要考慮，還是從供電用戶的需要考慮，加強(qiáng)對電能質(zhì)量的 監(jiān)測都是非常必要的。 目前，各供電公司各類供電電壓合格率數(shù)據(jù)的抄報(bào)方式基本為人工抄報(bào)、短信抄 表。人工抄報(bào)工作的自動(dòng)化程度低，受人為因素影響，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)上報(bào)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性方面 存在較大差距。短信抄表考慮到無線干擾，不適用于在變電站保護(hù)室內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于變電站以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀。
為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是一種以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，包
括CPU模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接CPU模塊的輸入，CPU模塊
與通信模塊雙向連接，所述通信模塊包括用于監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)通信模塊。 該監(jiān)測儀還包括和CPU模塊連接的鍵盤輸入模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊。 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括AD轉(zhuǎn)換芯片、信號采樣電路，采用12位AD轉(zhuǎn)換芯片
AD574，采用交流采樣方法。 所述CPU模塊包括16位單片機(jī)、大容量數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器、看門狗芯片。 所述通信模塊還包括RS232通訊模塊、GSM通信模塊。 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本新型增加了以太網(wǎng)通訊模塊，提高 了數(shù)據(jù)傳輸速度，提高了數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全性，更好的體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，且傳輸數(shù)據(jù)量 大，采用了交流采樣技術(shù)，使用12位AD(AD574)轉(zhuǎn)換芯片，每工頻周期采集256個(gè)點(diǎn)進(jìn)行積 分計(jì)算電壓真有效值，確保了實(shí)時(shí)測量跟蹤電網(wǎng)電壓的精度，電壓精度可達(dá)0.2%以上，采 用了看門狗芯片，保證了設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定可靠性。采用大容量數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器、利于數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)、程序擴(kuò)展升級。
圖1是本實(shí)用新型原理框圖； 圖2、圖3是本新型具體電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述 如圖1所示，本新型包括CPU模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、報(bào)警 模塊、通訊模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端接CPU模塊的輸入端，數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)由 CPU模塊讀取后處理，CPU模塊的輸出端連接顯示模塊、報(bào)警模塊，處理后的數(shù)據(jù)以及其他 一些需要顯示的信息經(jīng)顯示模塊顯示，鍵盤輸入模塊的輸出端連接CPU模塊的輸入端，用 于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定和修改，通訊模塊與CPU模塊雙向連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 如圖2、3所示，數(shù)據(jù)采集模塊包括12位AD(AD574)轉(zhuǎn)換芯片，采用交流采樣技術(shù)， 使用每工頻周期采集256個(gè)點(diǎn)進(jìn)行積分計(jì)算電壓真有效值，確保了實(shí)時(shí)測量跟蹤電網(wǎng)電壓 的精度，電壓精度可達(dá)O. 2%以上；采用了快速傅里葉變換(FFT)技術(shù)計(jì)算2-15次電壓諧 波含有率，了解電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題，加強(qiáng)了對電能質(zhì)量的監(jiān)測；通過該技術(shù)使得測量精度 既不受溫度變化的影響，又不受頻率變化的影響，也不受諧波變化的影響。 CPU模塊采用采用16位單片機(jī)，并配有看門狗電路，大容量數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器，具 有上電復(fù)位和低壓復(fù)位功能，無論出現(xiàn)何種異常導(dǎo)致儀器失靈，系統(tǒng)均可自動(dòng)恢復(fù)，保證了 設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定可靠性；采用功能強(qiáng)大的16位單片機(jī)CPU(80c196)，利用C96或PLM96編 程，可讀性以及通用性強(qiáng)，軟件擴(kuò)展開級方便?？撮T狗芯片為MAX791。程序存儲(chǔ)器采用了 64K EEPROM 27C512,軟件空間余地大。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用了 32K RAM 62256，用于存貯每分鐘 電壓統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及與電腦終端數(shù)據(jù)交換。 通訊模塊包括以太網(wǎng)通訊模塊、RS232模塊，還可以配置GSM通訊模塊等其他通訊 模塊，采集的數(shù)據(jù)傳輸采用以太網(wǎng)傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和安全， 更好的體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，并且數(shù)據(jù)傳輸流量大。 采用了萬年歷時(shí)鐘芯片(DS12887)，日誤差小于1秒，內(nèi)部裝有后備鋰電池，能長
期保存數(shù)據(jù)，不受停電、閃變、雷電影響。(裝置在斷電一年內(nèi)不丟失數(shù)據(jù)。) 鍵盤輸入模塊可以直接對設(shè)備內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。 顯示模塊可顯示電壓、頻率、時(shí)鐘等瞬時(shí)數(shù)據(jù)；可顯示并記錄本月、上月、典型日、
昨日、本日的各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括電壓總運(yùn)行時(shí)間、電壓合格時(shí)間、電壓超上限時(shí)間、電壓
超下限時(shí)間、平均電壓、停電次數(shù)等。本統(tǒng)計(jì)儀對本月和上月的整點(diǎn)電壓、頻率都有詳細(xì)記
錄，并記錄50次停來電時(shí)刻。 本新型在只具備GSM通訊的地區(qū)還采用GSM方式通訊，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，便于升級。 本新型將兩種通訊方式有機(jī)結(jié)合，最大限度的利用了現(xiàn)有資源，減少了通訊設(shè)備投資，既有 效地解決了電網(wǎng)改造過渡時(shí)期資金緊張問題，又為系統(tǒng)升級提供了空間；本新型適用于無 人值守變電站，以及監(jiān)測用戶變電站，電壓監(jiān)測儀的信息直接通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至地 區(qū)管理中心。
權(quán)利要求一種適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，包括CPU模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接CPU模塊的輸入，CPU模塊與通信模塊雙向連接，其特征在于所述通信模塊包括用于監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)通信模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，其特征在于該監(jiān)測儀 還包括和CPU模塊連接的鍵盤輸入模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，其特征在于所述數(shù)據(jù) 采集模塊包括AD轉(zhuǎn)換芯片、信號采樣電路，采用12位AD轉(zhuǎn)換芯片AD574，采用交流采樣方法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，其特征在于所述CPU 模塊包括16位單片機(jī)、大容量數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器、看門狗芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，其特征在于所述通信 模塊還包括RS232通訊模塊、GSM通信模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于變電站的以太網(wǎng)型電壓監(jiān)測儀，包括CPU模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出連接CPU模塊的輸入，CPU模塊與通信模塊雙向連接，所述通信模塊包括用于監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)通信模塊。本實(shí)用新型增加了以太網(wǎng)通訊模塊，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，提高了數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全性，更好的體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，且傳輸數(shù)據(jù)量大，采用了交流采樣技術(shù)，使用12位AD(AD574)轉(zhuǎn)換芯片，每工頻周期采集256個(gè)點(diǎn)進(jìn)行積分計(jì)算電壓真有效值，確保了實(shí)時(shí)測量跟蹤電網(wǎng)電壓的精度，電壓精度可達(dá)0.2％以上，采用了看門狗芯片，保證了設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定可靠性。采用大容量數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器利于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、程序擴(kuò)展升級。
文檔編號H04L12/28GK201464536SQ20092010367
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者岳素華, 朱杰斌, 杜俊杰, 胡妙, 胡濤, 董國防, 靳新建 申請人:邢臺供電公司