便携式电能质量监测装置的制作方法

本实用新型涉及电能质量监测领域，特别涉及一种便携式电能质量监测装置。

背景技术：

目前的便携式电能质量监测装置都采用小屏幕+按键的方式设计，这种设计方式在用户使用上操作非常繁琐，也就是人机操作上非常的不便，而且不能直观的查看电压、电流异常波形，只能事后通过PC端的软件才能查看到详细的异常波形。目前的便携式电能质量监测装置一般使用SD、CF卡作为存储介质，存储容量受限，不能满足长时间记录波形和故障事件，由于存储容量太小，造成不能满足长时间记录测试的需求。

目前的便携式电能质量监测装置都只能监测一个回路(4路电压、4路电流)的电能质量，不能很好的定位到造成电能质量问题的原因；而且没有远程上报状态的功能，只能等待长时间测试结束之后才能观测到是否有电能质量问题，尤其是一些人员不便靠近的测试场合，如果出现测试接线异常、监测装置自身工作异常时，导致测试数据无效，从而需要重新监测，浪费测试人员的精力与时间。目前的便携式电能质量监测装置只能通过网络对时(网络对时的精度很低，在几十毫秒以上)，由于不具备系统对时功能，给电能质量事故分析回放造成一定的难度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种同一时刻可监测多点的电能质量情况、便于查找发生电能质量的位置、具有远程上送功能、存储容量没有限制、保证监测设备与系统时钟同步的便携式电能质量监测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式电能质量监测装置，包括双回路的数据实时采集测量模块、FPGA、MCU、GPS模块、无线通信模块、SATA硬盘和千兆以太网接口，所述FPGA与所述数据实时采集测量模块连接、用于进行同步采集，所述MCU与所述FPGA连接、用于进行实时数据处理/人机交互，所述GPS模块与所述MCU连接、用于提供标准时钟信号，所述无线通信模块与所述MCU连接、用于数据的远程上送，所述SATA硬盘与所述MCU连接、用于大容量存储数据，所述千兆以太网接口与所述MCU连接、用于有线网络通信。

在本实用新型所述的便携式电能质量监测装置中，所述数据实时采集测量模块包括第一回路模拟量采集模块和第二回路模拟量采集模块，所述第一回路模拟量采集模块和第二回路模拟量采集模块均与所述FPGA连接。

在本实用新型所述的便携式电能质量监测装置中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

在本实用新型所述的便携式电能质量监测装置中，所述GPRS模块为4G模块。

在本实用新型所述的便携式电能质量监测装置中，还包括触摸控制模块，所述触摸控制模块与所述MCU连接、用于提供触控操作。

在本实用新型所述的便携式电能质量监测装置中，还包括液晶显示模块，所述液晶显示模块与所述MCU连接、用于进行电能质量状态的显示。

实施本实用新型的便携式电能质量监测装置，具有以下有益效果：由于设有双回路的数据实时采集测量模块、FPGA、MCU、GPS模块、无线通信模块、SATA硬盘和千兆以太网接口，FPGA用于进行同步采集，MCU用于进行实时数据处理/人机交互，GPS模块用于提供标准时钟信号，无线通信模块用于数据的远程上送，SATA硬盘用于大容量存储数据，千兆以太网接口用于有线网络通信，因此同一时刻可监测多点的电能质量情况、便于查找发生电能质量的位置、具有远程上送功能、存储容量没有限制、保证监测设备与系统时钟同步。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型便携式电能质量监测装置一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型便携式电能质量监测装置实施例中，该便携式电能质量监测装置的结构示意图如图1所示。图1中，该便携式电能质量监测装置包括双回路的数据实时采集测量模块1、FPGA2、MCU3、GPS模块4、无线通信模块5、SATA硬盘6和千兆以太网接口7，FPGA2与数据实时采集测量模块1连接、用于进行同步采集，MCU3与FPGA2连接、用于进行实时数据处理/人机交互，MCU3是嵌入式微处理器，GPS模块4与MCU3连接、用于提供标准时钟信号，无线通信模块5与MCU3连接、用于数据的远程上送，SATA硬盘6与MCU3连接、用于大容量存储数据，千兆以太网接口7与MCU3连接、用于有线网络通信。

具体而言，数据实时采集测量模块1包括第一回路模拟量采集模块11和第二回路模拟量采集模块12，第一回路模拟量采集模块11和第二回路模拟量采集模块12均与FPGA2连接。第一回路模拟量采集模块11和第二回路模拟量采集模块12能够将三相四线或三相三线的电压电流转换成对应的数字信号。FPGA2发送出同步采样信号给第一回路模拟量采集模块11和第二回路模拟量采集模块12，并且读取第一回路模拟量采集模块11和第二回路模拟量采集模块12转换后的数字信号。FPGA2在负责同步采样的时候，还需要根据回路上的电压电流频率来调整采样的间隔，从而达到每个信号周期内的采样点数都相同，进一步保证后续幅值和相位运算的高准确度。双回路同步监测，可以实时对比分析。

MCU3负责接收FPGA2读取的采样值，并将实时值通过运算后得出各个回路的电能质量状态。当出现异常事件时，MCU2将异常时刻前后的实时波形和异常信息等记录到SATA硬盘6，并通过无线通信模块5或千兆以太网接口7上传到服务器、手机客户端等方式通知联系人，使用SATA硬盘6存储，彻底解决监测装置容量不够的问题。当然，在实际应用中，也可以选择其他种类具有大容量存储功能的存储介质。

采用GPS模块4的对时方式来保证本监测设备与监测系统的时间保持一致，对时误差可实现微妙级偏差。本实用新型同一时刻可监测多点的电能质量情况、便于查找发生电能质量的位置、具有远程上送功能、存储容量没有限制、保证监测设备与系统时钟同步。GPS模块4引申出的PPS信号分别连接到MCU3和FPGA2上，可以保证多处理器的时间高度同步。

值得一提的是，无线通信模块5可以是蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以满足不同用户的需求，也可以满足不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

本实施例中，上述GPRS模块为4G模块。当异常发生时，通过4G模块自动上传到服务器，并通知客户端。本实用新型具有4G远程上送功能，可以实现长时间无人坚守测试，避免现场测试时出现异常却不能及时察觉。

本实施例中，该便携式电能质量监测装置还包括触摸控制模块8，触摸控制模块8与MCU3连接、用于提供触控操作。该便携式电能质量监测装置还包括液晶显示模块9，液晶显示模块9与MCU3连接、用于进行电能质量状态的显示。采用大屏幕显示+触摸屏设计，方便用户使用与观察电能质量事件。

本实施例中，上述FPGA2、MCU3、GPS模块4、SATA硬盘6和千兆以太网接口7均采用现有技术中的结构。

总之，本实用新型具备两个回路的电压电流同步监测，同一时刻可监测多点的电能质量情况，便于查找发生电能质量的位置。本实用新型拥有4G远程上送功能，可以实现长时间无人坚守测试，避免现场测试时出现异常却不能以及察觉。本实用新型支持SATA硬盘6存储，存储容量没有限制，可以支持一个月以上的存储录波。本实用新型采用大屏幕+全触摸屏设计，现场使用极其方便。本实用新型采用GPS高精度对时，保证监测设备与系统时钟同步，便于与其他监测设备比对分析故障原因。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。