一种基于dsp的电力参数测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于DSP的电力参数测量装置。包括信号调理模块、同步时钟模块和数据处理模块；所述信号调理模块用于将输入的电压及电流信号转换为模拟信号，并输出至所述数据处理模块；所述同步时钟模块的输出端连接至所述数据处理模块的控制端；所述数据处理模块用于将所述模拟信号转换为数字信号，进行电力参数的测量，并将该测量结果传输至一与上位机进行通信的通信电路。本实用新型电路结构简单，易于实现，便于推广，并实现了电网不同地点的检测结果之间的实时监测。
【专利说明】
—种基于DSP的电力参数测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电力参数测量装置，具体涉及一种基于DSP的电力参数测量
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【背景技术】
[0002]随着大功率电器的普及和使用，电网运行环境变得日益复杂，其安全稳定运行问题日渐突出，提高电网的动态安全监控能力变得尤为重要。以往的电力系统监测手段主要有，用于记录系统电磁暂态过程的故障录波系统和监测电力系统稳定性运行情况的数据采集与监视系统(SCADA)。故障录波系统已成为分析系统事故，特别是分析继电保护动作行为的重要依据。尤其是以微机为基础的故障录波装置，能够记录电网故障发生前后电气量和状态变化过程信息，完整地反映故障后的瞬间变化及继电保护的动作行为，并有数据存档和数据再分析的能力。
[0003]SCADA最早是基于专用操作系统和专用计算机的系统，之后出现了基于通用计算机的SCADA系统，此SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析、自动发电控制(AGC)以及网络分析一起构成了能量管理(EMS)系统。这些SCADA系统共同特点是基于集中式计算机系统，且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及联网都有很大困难。近几年，SCADA系统采用了分布式计算机网络以及关系数据库技术，形成了能够实现大范围联网的EMS/SCADA 系统；
[0004]虽然这两种监控系统都为电网的状态分析提供了准实时的监测数据，但却存在共同的不足:即因为不同地点的检测结果之间缺少实时可靠的准确的、统一时标，监测数据只是对局部系统、在局部时间内有效，因此难以对整个电力系统进行实时动态的检测和分析。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，易于实现，便于推广的基于DSP的电力参数测量装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种基于DSP的电力参数测量装置，包括信号调理模块、同步时钟模块和数据处理模块；所述信号调理模块用于将输入的电压及电流信号转换为模拟信号，并输出至所述数据处理模块；所述同步时钟模块的输出端连接至所述数据处理模块的控制端；所述数据处理模块用于将所述模拟信号转换为数字信号，进行电力参数的测量，并将该测量结果传输至一与上位机进行通信的通信电路。
[0007]在本实用新型实施例中，所述信号调理模块包括电压互感器、电压检测电路、电流互感器和电流检测电路；所述电压互感器用于采集电压信号，并将该电压信号经所述电压检测电路输出至所述数据处理模块；所述电流互感器用于采集电流信号，并将该电流信号经所述电流检测电路输出至所述数据处理模块。
[0008]在本实用新型实施例中，所述电压互感器采用SPT204A，所述电流互感器采用SCT254AK。
[0009]在本实用新型实施例中，所述同步时钟包括一 GPS模块，该GPS模块采用ATK-NE0-6M。
[0010]在本实用新型实施例中，所述数据处理模块采用TMS320F28027。
[0011]在本实用新型实施例中，所述通信电路采用RS485总线与上位机进行通信。
[0012]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型电路结构简单，易于实现，便于推广，为采样数据的处理结果打上准确的、统一时标，以实现对电力参数的同步测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型电力参数测量装置原理框图图。
[0014]图2是数据处理模块的DSP模数转换原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0016]本实用新型的一种基于DSP的电力参数测量装置，包括信号调理模块、同步时钟模块和数据处理模块；所述信号调理模块用于将输入的电压及电流信号转换为模拟信号，并输出至所述数据处理模块；所述同步时钟模块的输出端连接至所述数据处理模块的控制端；所述数据处理模块用于将所述模拟信号转换为数字信号，进行电力参数的测量，并将该测量结果传输至一与上位机进行通信的通信电路。
[0017]所述信号调理模块包括电压互感器、电压检测电路、电流互感器和电流检测电路；所述电压互感器用于采集电压信号，并将该电压信号经所述电压检测电路输出至所述数据处理模块；所述电流互感器用于采集电流信号，并将该电流信号经所述电流检测电路输出至所述数据处理模块；所述同步时钟包括一 GPS模块，该GPS模块采用ATK-NE0-6M ;所述数据处理模块采用TMS320F28027 ;所述通信电路采用RS485总线与上位机进行通信。
[0018]以下为本实用新型的具体实施例。
[0019]如图1所示，本实用新型的一种基于DSP的电力参数测量装置由信号调理模块、同步时钟模块、数据处理模块和通讯电路构成。其中信号调理模块将电流、电压模拟信号转变为可以适合采样和模数转换的电信号，同步时钟模块跟踪来自GPS接收机的1PPS，产生触发DSP进行模数转换的同步采样脉冲信号，数据处理模块的DSP将信号调理模块产生的模拟信号转换为数字信号，并完成相角、幅值和频率等电力参数的测量，最后所得结果通过通讯电路上传到上位机进行显示。
[0020]信号调理模块包括电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和电压、电流检测电路。PT采用SPT204A，CT采用SCT254AK，电压、电流检测电路分别对来自PT和CT的电压、电流进行检测，将其转变为可以适合采样和模数转换的电信号。
[0021 ] 同步时钟模块的GPS模块采用ATK-NE0-6M，该模块通过跟踪来自GPS的IPPS，产生触发DSP进行模数转换的同步采样脉冲信号，为采样数据的模数转换结果打上准确的、统一的时标。
[0022]如图2所示，数据处理模块的DSP采用TMS320F28027中的模数转换器。模数转换器的内核囊括了一个12位数模变换器，此变换器通过不同的采样保持电路采集。采样和保持电路可支持同步采样或者顺序采样，多至16个模拟输入通道轮流提供采样数据。根据香农定理，为了能够使采集到的数据真正的重现信号本身的状态特征，采样频率必须大于信号频率中最高值的两倍。正常情况下，市电6次以上的谐波分量不会对测量结果造成较大的影响，所以截止频率通常被设定为6倍的基波频率。国家规定的居民用电的频率为50Hz，所以截止频率为其6倍，即300Hz。故采样频率应大于600Hz，即每个周期最少的采样点数为M = ΦΧχΖΟχ?Ο4 = 12。所以本实用新型中每个周期取32个采样点。TMS32OF28O27的模数转换器转换器将模拟信号转换为数字信号，并通过同步时钟模块打上统一时标后，TMS320F28027将此同步采样信号进行相角、幅值和频率的计算，实现电力参数测量的目的。
[0023]通讯电路采用RS485总线方式进行数据的通讯，将所得电力参数测量结果上传到上位机进行显示。
[0024]以上所述仅为本实用新型较优选的【具体实施方式】的一种，本领域的技术人员可以在本实用新型技术方案范围内进行修改和替换，凡是在本实用新型的精神和原则之内的，所作的修改和替换均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:包括信号调理模块、同步时钟模块和数据处理模块；所述信号调理模块用于将输入的电压及电流信号转换为模拟信号，并输出至所述数据处理模块；所述同步时钟模块的输出端连接至所述数据处理模块的控制端；所述数据处理模块用于将所述模拟信号转换为数字信号，进行电力参数的测量，并将该测量结果传输至一与上位机进行通信的通信电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:所述信号调理模块包括电压互感器、电压检测电路、电流互感器和电流检测电路；所述电压互感器用于采集电压信号，并将该电压信号经所述电压检测电路输出至所述数据处理模块；所述电流互感器用于采集电流信号，并将该电流信号经所述电流检测电路输出至所述数据处理模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:所述电压互感器采用SPT204A，所述电流互感器采用SCT254AK。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:所述同步时钟包括一 GPS模块，该GPS模块采用ATK-NE0-6M。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:所述数据处理模块采用TMS320F28027。
6.根据权利要求1所述的一种基于DSP的电力参数测量装置，其特征在于:所述通信电路采用RS485总线与上位机进行通信。
【文档编号】G01R23/02GK203981778SQ201420394093
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】金涛, 程远, 陈毅阳 申请人:福州大学