专利名称：适用于变电站的以太网型电压监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统中对电网电压、谐波、频率的测量领域，尤其是一种适用
于变电站的以太网型电压监测仪。
背景技术：
随着电力电子技术的广泛应用与发展，近年来电力系统中的非线性负载越来越 多，如静止变流器，工业交直流变换装置等。这些非线性负荷会弓I起电网电流、电压波形发 生畸变，造成电网的谐波"污染"；冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等， 运行中不仅产生大量的高次谐波，还引起电压波动、闪变以及三相不平衡等一系列的电能 质量问题。电能质量问题不但导致供用电设备本身的安全性和使用寿命降低，而且严重干 扰了电网自身的安全经济运行，成为电网的"公害"。而另一方面，机场、银行、精密制造业、 计算机网络和服务监控中心等许多场合，对电网"干净清洁"的环境要求呈现出日益增加的 趋势。因此，无论从电网运行的需要考虑，还是从供电用户的需要考虑，加强对电能质量的 监测都是非常必要的。 目前，各供电公司各类供电电压合格率数据的抄报方式基本为人工抄报、短信抄 表。人工抄报工作的自动化程度低，受人为因素影响，数据统计上报的准确性、及时性方面 存在较大差距。短信抄表考虑到无线干扰，不适用于在变电站保护室内监测点的应用。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种基于变电站以太网进行数据传输的 以太网型电压监测仪。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是一种以太网型电压监测仪，包
括CPU模块、数据采集模块、通信模块，数据采集模块的输出连接CPU模块的输入，CPU模块
与通信模块双向连接，所述通信模块包括用于监测数据传输的以太网通信模块。 该监测仪还包括和CPU模块连接的键盘输入模块、显示模块、报警模块。 所述数据采集模块包括AD转换芯片、信号采样电路，采用12位AD转换芯片
AD574，采用交流采样方法。 所述CPU模块包括16位单片机、大容量数据、程序存储器、看门狗芯片。 所述通信模块还包括RS232通讯模块、GSM通信模块。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于本新型增加了以太网通讯模块，提高 了数据传输速度，提高了数据稳定安全性，更好的体现数据传输的实时性，且传输数据量 大，采用了交流采样技术，使用12位AD(AD574)转换芯片，每工频周期采集256个点进行积 分计算电压真有效值，确保了实时测量跟踪电网电压的精度，电压精度可达0.2%以上，采 用了看门狗芯片，保证了设备的运行稳定可靠性。采用大容量数据、程序存储器、利于数据 存储、程序扩展升级。
图1是本实用新型原理框图； 图2、图3是本新型具体电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述 如图1所示，本新型包括CPU模块、数据采集模块、显示模块、键盘输入模块、报警 模块、通讯模块，数据采集模块的输出端接CPU模块的输入端，数据采集模块采集的数据由 CPU模块读取后处理，CPU模块的输出端连接显示模块、报警模块，处理后的数据以及其他 一些需要显示的信息经显示模块显示，键盘输入模块的输出端连接CPU模块的输入端，用 于系统参数设定和修改，通讯模块与CPU模块双向连接，进行数据传输。 如图2、3所示，数据采集模块包括12位AD(AD574)转换芯片，采用交流采样技术， 使用每工频周期采集256个点进行积分计算电压真有效值，确保了实时测量跟踪电网电压 的精度，电压精度可达O. 2%以上；采用了快速傅里叶变换(FFT)技术计算2-15次电压谐 波含有率，了解电网的电能质量问题，加强了对电能质量的监测；通过该技术使得测量精度 既不受温度变化的影响，又不受频率变化的影响，也不受谐波变化的影响。 CPU模块采用采用16位单片机，并配有看门狗电路，大容量数据、程序存储器，具 有上电复位和低压复位功能，无论出现何种异常导致仪器失灵，系统均可自动恢复，保证了 设备的运行稳定可靠性；采用功能强大的16位单片机CPU(80c196)，利用C96或PLM96编 程，可读性以及通用性强，软件扩展开级方便。看门狗芯片为MAX791。程序存储器采用了 64K EEPROM 27C512,软件空间余地大。数据存储器采用了 32K RAM 62256，用于存贮每分钟 电压统计数据，以及与电脑终端数据交换。 通讯模块包括以太网通讯模块、RS232模块，还可以配置GSM通讯模块等其他通讯 模块，采集的数据传输采用以太网传输，提高了数据传输速度，保证了数据的稳定和安全， 更好的体现数据传输的实时性，并且数据传输流量大。 采用了万年历时钟芯片(DS12887)，日误差小于1秒，内部装有后备锂电池，能长
期保存数据，不受停电、闪变、雷电影响。(装置在断电一年内不丢失数据。) 键盘输入模块可以直接对设备内数据进行读取，并进行参数设定。 显示模块可显示电压、频率、时钟等瞬时数据；可显示并记录本月、上月、典型日、
昨日、本日的各种统计数据，包括电压总运行时间、电压合格时间、电压超上限时间、电压
超下限时间、平均电压、停电次数等。本统计仪对本月和上月的整点电压、频率都有详细记
录，并记录50次停来电时刻。 本新型在只具备GSM通讯的地区还采用GSM方式通讯，预留网络接口，便于升级。 本新型将两种通讯方式有机结合，最大限度的利用了现有资源，减少了通讯设备投资，既有 效地解决了电网改造过渡时期资金紧张问题，又为系统升级提供了空间；本新型适用于无 人值守变电站，以及监测用户变电站，电压监测仪的信息直接通过以太网将数据传送至地 区管理中心。
权利要求一种适用于变电站的以太网型电压监测仪，包括CPU模块、数据采集模块、通信模块，数据采集模块的输出连接CPU模块的输入，CPU模块与通信模块双向连接，其特征在于所述通信模块包括用于监测数据传输的以太网通信模块。
2. 根据权利要求1所述的适用于变电站的以太网型电压监测仪，其特征在于该监测仪 还包括和CPU模块连接的键盘输入模块、显示模块、报警模块。
3. 根据权利要求1所述的适用于变电站的以太网型电压监测仪，其特征在于所述数据 采集模块包括AD转换芯片、信号采样电路，采用12位AD转换芯片AD574，采用交流采样方法。
4. 根据权利要求1所述的适用于变电站的以太网型电压监测仪，其特征在于所述CPU 模块包括16位单片机、大容量数据、程序存储器、看门狗芯片。
5. 根据权利要求1所述的适用于变电站的以太网型电压监测仪，其特征在于所述通信 模块还包括RS232通讯模块、GSM通信模块。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于变电站的以太网型电压监测仪，包括CPU模块、数据采集模块、通信模块，数据采集模块的输出连接CPU模块的输入，CPU模块与通信模块双向连接，所述通信模块包括用于监测数据传输的以太网通信模块。本实用新型增加了以太网通讯模块，提高了数据传输速度，提高了数据稳定安全性，更好的体现数据传输的实时性，且传输数据量大，采用了交流采样技术，使用12位AD(AD574)转换芯片，每工频周期采集256个点进行积分计算电压真有效值，确保了实时测量跟踪电网电压的精度，电压精度可达0.2％以上，采用了看门狗芯片，保证了设备的运行稳定可靠性。采用大容量数据、程序存储器利于数据存储、程序扩展升级。
文档编号H04L12/28GK201464536SQ20092010367
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者岳素华, 朱杰斌, 杜俊杰, 胡妙, 胡涛, 董国防, 靳新建 申请人:邢台供电公司