[实用新型]一种电力用户谐波监测统计装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统的谐波管理及统计装置。

背景技术

近年来随着科技的进步和工业的发展，电力系统中接入了越来越多的大容量电力设备、整流换流设备以及其它非线性负荷，使电力供电系统中谐波电压和谐波电流成分不断增加，对电网环境造成严重污染，电能质量下降，并对电气设备产生影响。谐波对电力系统的危害不仅表现在工程上，而且表现在经济上，使电力营运企业成本大大增加，因此合理的电价和计费制度的制定必须考虑谐波对电力的影响。对大谐波源用户进行谐波收费，同时加强关于谐波对电力公司成本和收入影响的研究，制定谐波电价，从而迫使大谐波源用户减少谐波的排放，以经济手段实现对电力谐波的治理是一项有效而必要的措施。由于目前在电力系统的用户端还没有能对谐波注入电流、畸变率及谐波污染量进行长期监测、统计的装置，这无疑给电力系统的谐波监督与管理带来困难，使目前对电力用户的谐波管理仅限于根据用户负荷性质要求其安装滤波装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题的存在，提供一种价格合理且可对谐波注入电流、畸变率及谐波污染量进行长期监测、统计的电力用户谐波监测统计装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电力用户谐波监测统计装置，其特点是包括：

信号采集调理单元、模数转换单元、数字信号处理单元DSP、管理处理单元MCU、存储单元、外部通讯单元、显示单元、按键输入单元，其中信号采集调理单元采集到的线电压信号和相电流信号输入到模数转换单元进行模数转换处理得到对应的数字信号，数字信号处理单元对所述的数字信号进行各种计算处理并将需要存储和显示的数据利用串口通讯传输到管理处理单元MCU，管理处理单元利用IIC总线将数据送入存储单元进行永久存储，并将所需显示的数据送入显示单元进行显示，并通过外部通讯单元实现RS485和调制解调器和串行打印机，GSM功能，通过按键输入单元输入相应的功能指令。其中上述信号采集调理单元包括连接于三相电路中的至少二个电流互感器、至少十个精密电阻网络和运算放大器、有源滤波器、锁相环单元，其中通过精密电阻网络分压采集到的线电压信号及电流互感器采集到的相电流信号经过精密电阻转换为电压信号，分别由运算放大器进行隔离放大后，其一方面输入到有滤波器进行滤波处理得到对应的电压采样信号和电流采样信号，并将所述的电压采样信号和电流采样信号输入模数转换单元的对应输入通道中，其另一方面输入到锁相环单元中进行相位跟踪处理得到采样控制信号，并将采样控制信号输入到模数转换单元的控制输入端，模数转换单元依据该控制输入脚的采样控制信号完成电压数据采样和电流数据采样并将采样的数据送到数据总线上由数字信号处理单元DSP读取对应的数据和进行各所所需的计算。其中上述管理处理单元MCU采用内置有铁电存储器的具有两个SCI串行口的VRS51L3074，其通过SCI串行口一与数字信号处理单元DSP通讯，上述存储单元采用内置有实时时钟模块的RAMTRON公司的FM31系列铁电存储器，其通过IIC总线与管理处理单元MCU进行通讯；其通过SCI串行口二与外部通讯单元通讯，外部通讯单元通讯采用串口扩展芯片GM8125，通过上述SCI总线二与管理处理单元MCU进行通讯，其另一方面通过扩展接口外接RS-485或调制解调器和串行打印接口或GSM接口等外部串行设备。

本实用新型由于采用管理处理单元MCU和数字信号处理单元DSP有机结合的结构，利用16位A/D转换器和DSP高速数据处理器对三相三线制系统中的两相电流、两线电压进行采样。通过相应的数学计算，由DSP部分完成对电参量测量、谐波分析、正、反向谐波有功电度及正、反向畸变无功电度计算等工作。计算数据通过高速通信接口与管理MCU进行数据交换；管理部分采用16位MCU，主要完成显示、数据统计、存储、通信、装置功能选择以及初始化数据设定等工作。从而将DSP的高速数字信号处理功能和MCU完善的管理功能有机地结合为一体，既可以实时监测用户的电流、电压畸变率，又可以通过正、反向谐波有功电度与正、反向畸变无功电度来监测用户谐波污染排放量。从而成功地解决了长期以来困扰电力系统的用户谐波监测、管理的问题。

以下结合附图详细描述本实用新型的实现：

附图说明

图1为本实用新型的结构组成方框图；

图2是本实用新型的电原理方框图；

图3是本实用新型锁相环单元的电原理方框图；

图4是本实用新型的按键输入单元的电原理方框图；

图5是本实用新型的显示单元的电原理方框图；