电能质量分析仪电路、电能质量分析仪及系统的制作方法

本实用新型涉及电力测试设备技术领域，特别是涉及一种电能质量分析仪电路、电能质量分析仪及系统。

背景技术：

电能质量是电力系统是否正常运行的重要考量因素，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其中，电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题。在现代电力系统中，进行有效的电能质量分析测试，是电力系统正常运行的重要保障。

目前，对电能质量进行分析测试，主要是依靠电能质量分析仪。通过电能质量分析仪提供电力运行中的谐波分析及功率品质分析，能够对电网运行进行长时间的数据采集监测。

然而，传统的电能质量分析仪产品电路数据处理方式单一，不便于进行数据交互。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的电能质量分析仪产品电路数据处理方式单一，不便于进行数据交互，提供一种电能质量分析仪电路、电能质量分析仪及系统。

一种电能质量分析仪电路，包括数据采样模块、数据处理模块、设备接口模块和人机交互模块；

数据处理模块分别连接数据采样模块、设备接口模块和人机交互模块；

数据采样模块用于对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号；

数据处理模块用于对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果；

设备接口模块用于连接外部设备。

在其中一个实施例中，数据采样模块包括第一处理器和数据采样芯片；

数据处理模块通过第一处理器连接数据采样芯片；

数据采样芯片用于对电网进行模拟数据采样。

在其中一个实施例中，第一处理器包括FPGA。

在其中一个实施例中，数据处理模块包括第二处理器。

在其中一个实施例中，数据接口模块包括网络接口、USB接口和开关量输入输出接口；

数据处理模块分别连接网络接口、USB接口和开关量输入输出接口。

在其中一个实施例中，人机交互模块包括按键和显示屏；

数据处理模块分别连接按键和显示屏。

在其中一个实施例中，按键包括全背光按键。

在其中一个实施例中，还包括存储模块；

存储模块连接数据处理模块。

一种电能质量分析仪，包括电能质量分析仪壳体和上述的电能质量分析仪电路；

其中，电能质量分析仪电路设置在电能质量分析仪壳体所形成的密闭空间内。

一种电能质量分析系统，包括电能质量分析仪电路、外部设备和服务器；

电能质量分析仪电路包括数据采样模块、数据处理模块、设备接口模块和人机交互模块；

数据处理模块分别连接数据采样模块、设备接口模块和人机交互模块；

数据采样模块用于对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号；

数据处理模块用于对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果；

设备接口模块连接外部设备，并用于将分析测试结果通过外部设备上传至服务器。

上述的电能质量分析仪电路、电能质量分析仪及系统，在数据采样模块对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号，且数据处理模块对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果后，通过设备接口模块连接外部设备，丰富电能质量分析仪电路的数据处理方式，并通过人机交互模块，便于用户与电能质量分析仪电路进行人机交互，提高数据处理的便利性。同时，通过可用于连接外部设备的设备接口模块，可便于降低电能质量分析仪电路或电能质量分析仪的体积和重量，提高续航能力。

附图说明

图1为电能质量分析仪电路模块结构图；

图2为一实施例的数据采样模块结构图；

图3为一实施例的人机交互模块结构图；

图4为一实施方式的电能质量分析仪电路模块结构图；

图5为电能质量分析系统模块结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种电能质量分析仪电路：

图1为电能质量分析仪电路模块结构图，如图1所示，电能质量分析仪电路，包括数据采样模块100、数据处理模块101、设备接口模块102和人机交互模块103；

数据处理模块101分别连接数据采样模块100、设备接口模块102和人机交互模块103；

数据采样模块100用于对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号；

数据采样模块100用于连接电网，对电网进行模拟数据采样。其中，数据采样模块100进行的模拟数据采样包括电压数据采样和电流数据采样，即数据采样模块100通过与电网的连接，分别对电网的电压和电流进行模拟数据采样。进一步地，数据采样模块100将采样到的模拟数据进行AD转换，将转换后的数字信号传输至数据处理模块101。

图2为一实施例的数据采样模块结构图，如图2所示，数据采样模块100包括第一处理器200和数据采样芯片201；

数据处理模块101通过第一处理器200连接数据采样芯片201；

数据采样芯片201用于对电网进行模拟数据采样。

其中，数据采样芯片201用于连接电网，对电网进行模拟数据采样。其中，数据采样芯片201进行的模拟数据采样包括电压数据采样和电流数据采样，即数据采样芯片201通过与电网的连接，分别对电网的电压和电流进行模拟数据采样。进一步地，数据采样芯片201将采样到的数据通过第一处理器200传输至数据处理模块101。

一般地，第一处理器200用于对数据采样芯片201将采样到的模拟数据进行AD转换，并根据预设的数据协议，对转换后的数字信号进行前端数据处理，并将处理好的数据发送至数据处理模块101。

其中，数据采样芯片201完成对模拟数据的AD转换。数据采样芯片201可选用具备AD转换功能的数据采样芯片201，包括AD7606芯片等。对应的，第一处理器200可选用FPGA处理器，以对采样到的数据进行前端处理，并与数据处理模块101间完成数据交互。

数据处理模块101用于对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果；

其中，数据处理模块101用于对数据采样模块100传输过来的数字信号进行电能质量分析，即完成电能质量检测的业务功能，包括电能质量数据计算、电能质量数据分析或电能质量数据上传等业务功能。同时，数据处理模块101作为业务功能核心，处于中间控制地位，可通过与数据采样模块100的数据交互，对数据采样模块100进行相应控制。

在其中一个实施例中，数据处理模块101包括第二处理器，第二处理器作为电能质量检测的业务功能核心，包括电能质量数据计算、电能质量数据分析或电能质量数据上传等业务功能。

在其中一个实施例中，第二处理器包括ARM处理器。其中，可选用IMX6ARM处理器或其他4核1.2G高性能处理器，通过处理器完成电能质量的检测业务。

设备接口模块102用于连接外部设备。

其中，设备接口模块102用于连接外部设备，便于数据处理模块101与外部设备进行数据交互。

其中，设备接口模块102包括网络接口、USB接口和开关量输入输出接口；

数据处理模块101分别连接网络接口、USB接口和开关量输入输出接口。

其中，网络接口可与外部设备连接，以使数据处理模块101可与外部设备进行数据交互。其中，外部设备包括存储设备、通信设备、智能终端或服务器等。在其中一个实施例中，网络接口选用1000M网络接口，以提高数据交互的效率。

其中，USB接口与外部设备连接，以使数据处理模块101可与外部设备进行数据交互，或通过外部设备拓展数据处理模块101的功能。在其中一个实施例中，UCB接口为UCB3.0接口，UCB3.0接口便于拓展外部设备，如UCB3.0接口可适配USB蓝牙模块、USBWIFI模块、USB4G模块或USBGPS模块等。

需要主要的是，外部设备不限于单级设备，其可包括两级或多级设备，如数据处理模块101可通过UCB接口外接第一级设备——USB4G模块，并通过外接的USB4G模块将数据传输至第二极设备——服务器。

其中，开关量输入输出接口包括开关量输入接口和开关量输出接口，用于输入开关动作量或输出开关动作量，以使数据处理模块101可连接外部设备，使数据处理模块101通过开关动作量与外部设备进行配合使用，触发外部设备或被外部设备触发。在其中一个实施例中，选用开关动作量可兼容多种电压的开关量输入输出接口，如兼容直流5V、直流12V或直流24V的开关量输入输出接口。

图3为一实施例的人机交互模块结构图，如图3所示，人机交互模块103包括按键300和显示屏301；

数据处理模块101分别连接按键300和显示屏301。

其中，显示屏301连接数据处理模块101，用于接收数据处理模块的数据并进行显示，如电能质量分析结果。在其中一个实施例中，显示屏301采用液晶屏，如5.6寸高分辨率液晶屏，以提高显示效果。

其中，按键300用于实现数据处理模块101与用户间的人机交互，便于用户通过按键300控制数据处理模块101。

在其中一个实施例中，按键300选用全背光按键，以便于在黑暗环境中使用。作为一个较优的实施例，按键300选用可受数据处理模块101控制的全背光按键，在进行相应的操作时，数据处理模块101可控制相应的背光按键进行背光提示。

图4为一实施方式的电能质量分析仪电路模块结构图，如图4所示，电能质量分析仪电路还包括存储模块400；

存储模块400连接数据处理模块101。

通过存储模块400存储数据处理模块101中的相关数据。在其中一个实施例中，存储模块400可包括SD卡或存储硬盘等。

本实用新型实施例还提供一种电能质量分析仪：

一种电能质量分析仪，包括电能质量分析仪壳体和上述的电能质量分析仪电路；

其中，电能质量分析仪电路设置在电能质量分析仪壳体所形成的密闭空间内。

本实用新型实施例还提供一种电能质量分析系统：

图5为电能质量分析系统模块结构图，包括电能质量分析仪电路500、外部设备501和服务器502；

电能质量分析仪电路500包括数据采样模块100、数据处理模块101、设备接口模块102和人机交互模块103；

数据处理模块101分别连接数据采样模块100、设备接口模块102和人机交互模块103；

数据采样模块100用于对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号；

数据处理模块101用于对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果；

设备接口模块102连接外部设备，并用于将分析测试结果通过外部设备上传至服务器。

上述的电能质量分析仪电路、电能质量分析仪及系统，在数据采样模块100对电网进行模拟数据采样，并将模拟数据转换为数字信号，且数据处理模块101对数字信号进行电能质量分析，生成电能质量分析测试结果后，通过设备接口模块102连接外部设备，丰富电能质量分析仪电路的数据处理方式，并通过人机交互模块103，便于用户与电能质量分析仪电路进行人机交互，提高数据处理的便利性。同时，通过可用于连接外部设备的设备接口模块101，可便于降低电能质量分析仪电路或电能质量分析仪的体积和重量，提高续航能力。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。