[实用新型]电能质量监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置，尤其是一种电能质量监测装置。

背景技术

一个理想的电力系统应以恒定的频率（50HZ）和正弦的波形，按规定的电压水平对用户供电。由于系统各文件（发电机、变压器、线路等）参数并不是理想线性或对称的，加上调控手段的不完善、负荷性质各异且其变化的随机性以及运行操作、各种故障等原因，这种理想状态在实际当中并不存在，因此产生了电能质量的概念。电能质量与一般产品质量不同，对于不同的供（或用）电点在不同的供（或用）电时刻，电能质量指标往往是不同，也就是说，电能质量在空间上和时间上均处于动态变化之中，说明电能质量指标宜用概率统计结果来衡量，并且需指明监测点，同时也说明为了更好了解电能质量状况，应采取长时间监测的方法了解。     恶劣的电能质量对电力系统运行和用电设备运行有危害，有的危害而且是破坏性，随着我国经济的发展，越来越多高新技术产业在中国产生，大家对供电质量越来越重视，因此提高供电质量是非常重要的，国家也制定了相应标准和电力法，确保电能质量。

电能质量问题随着现代信息技术，计算机技术和电子技术的发展，越来越引起用户和供电部门的重视，先进的网络技术应用大大提高了监测水平。建立实用、先进、可靠的电能质量监测网络，为及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中影响电能质量的原因，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。

传统的电能质量分析仪大多采用定点DSP作为处理内核，定点DSP处理数据时需要时刻关注溢出的发生，耗费了大量的程序空间和执行时间。

中国专利局于2010年1月13日公开了一份CN101625383A号文献，名称为电能质量在线监测装置，包含当前最先进的两款芯片：DSP芯片TMS320F28335和ARM芯片AT91RM9200，同时还集成了信号调理、AD采样、GPS时间同步、SPI通讯、LCD液晶显示、SD卡数据存储、上位机显示、以太网网络通讯、RS485通讯。

发明内容

本实用新型解决了现有技术中使用定带你DSP作为处理内核，需要时刻关注溢出的发生，耗费了大量的程序空间和执行时间的缺点，提供一种采用浮点DSP作为处理内核，动态范围大，计算精度高，硬件资源丰富的电能质量监测装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种电能质量监测装置，包括核心处理元件DSP芯片TMS320F28335、采样电路和数据存储交换电路，其特征在于DSP芯片连接有A/D转换模块，A/D转换模块连接有模拟电路模块，DSP芯片连接有外部RAM，DSP芯片通过双端口RAM连接有MCU模块行程双CPU构架，MCU模块采用单片机C8051F340作为核心元件。TMS320F28335浮点控制器与 TI 前代领先数字信号控制器相比，性能平均提高 50%，并与定点C28x控制器软件兼容。它内部有256K*16-bit FLASH，可存放用户程序，无需外接程序存储器。但其片内只有34K*16-bit SRAM，不能满足系统数据储存要求，并且DSP在仿真时需要将程序下载到外部RAM中运行，所以外接了外部RAM；模拟电路模块将电网中的电力信号转化为ADC的输入信号，送到A/D转换模块进行同步采样。转换后的采样数据送到DSP进行分析处理，具体包括电力参数的测量、谐波分析等工作，以及原始数据的储存和相关需要的通讯，然后DSP把相应的计算数据和MCU的数据进行交换，最终实现电能质量监测。

作为优选，DSP芯片还连接有存储模块、通讯模块及JTAG接口。考虑项目的可移动存储的需求，装置皆有存储模块，需要对DSP采集到的原始数据进行保存，系统采用高速的SPI接口与PB375A芯片连接，外部接口支持U盘读写的USB接口，以及SD卡接口，方便系统灵活采用存储设备。

作为优选，所述的通讯模块采用RS232及RS485，A/D转换模块包括两片ADS8364芯片，ADS8364芯片连接一个译码器芯片。根据设计要求，系统需要达到8路200KHz频率的数据采样，故装置中选用了两片ADS8364 芯片，ADS8364的最大工作频率可达5MHz，采样/转换可在20个转换时钟周期内完成。ADS8364的六个通道可以同时进行采样/转换，吞吐率最大可达250ksps。