一种便携式电能质量监测装置的制作方法

1.本实用新型属于电力系统技术领域，尤其涉及一种便携式电能质量监测装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.近年来，大量电力电子器件在发、输、用等电网环节广泛使用，发电侧中光伏、风电等大量使用电力电子器件，而高压直流输电及高铁等也同样呈现电力电子化的特征，使得电网电能质量问题较为突出。
4.由于电能质量问题涉及发、变、输、配、用等电网多个环节，安装如此多的电能质量在线监测装置获取相应测点电能质量信息是不现实的，现有较为折中的方案是通过便携式电能质量开展定期监测，通常是一周。然而，很多场景中便携式电能质量装置接入电源非常困难，特别是配电网侧。
5.针对现有便携式谐波监测装置取电困难的问题，本实用新型提出在现有的装置中增加大容量电池。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本实用新型提供一种便携式电能质量监测装置，其能够解决多个量测环境中取电源困难的问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种便携式电能质量监测装置，包括：
9.运算处理模块，所述运算处理模块分别连接电参数采集模块、通信模块和电源模块，所述电源模块连接有大容量电池模块；所述电参数采集模块连接配电系统的配电线路。
10.进一步地，所述运算处理模块连接有fpga。
11.进一步地，所述电参数采集模块将采集到的信号输出至运算处理模块。
12.进一步地，所述运算处理模块通过通信模块连接至服务器。
13.进一步地，所述大容量电池模块包括r6电池组。
14.进一步地，所述r6电池组采用先串联后并联结构。
15.进一步地，所述电源模块与运算处理模块、电参数采集模块和通信模块电连接。
16.进一步地，还包括触摸控制模块，所述触摸控制模块与运算处理模块连接。
17.进一步地，还包括存储模块。
18.进一步地，所述存储模块包括sata硬盘，并与运算处理模块和fpga相连接。
19.本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型的一种便携式电能质量监测装置，针对便携式电能质量工作环境复杂，存在取电源困难等问题，采用大容量电池模块，使用的电池可反复充电，在电源模块接入外接电源时可向大容量电池模块充电，而电源模块未接入外接电源时由大容量电池模块
为其供电。与现有的便携式电能质量装置相比，所增加的大容量电池模块可支持便携式电能质量装置连续运行7-10天，解决了较多场景特别是配电网场景取源困难的问题。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本实用新型实施例提供的一种便携式电能质量监测装置结构示意图；
23.图2本实用新型实施例提供的一种便携式电能质量监测装置的大容量电池模块结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
28.本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1所示，本实施例的一种便携式电能质量监测装置，包括：
30.运算处理模块，所述运算处理模块分别连接电参数采集模块、通信模块和电源模块，所述电源模块连接有大容量电池模块；所述电参数采集模块连接配电系统的配电线路。所述运算处理模块连接有fpga。所述电参数采集模块将采集到的信号输出至运算处理模块。述运算处理模块通过通信模块连接至服务器。所述大容量电池模块包括r6电池组。所述r6电池组采用先串联后并联结构。所述电源模块与运算处理模块、电参数采集模块和通信模块电连接。还包括触摸控制模块，所述触摸控制模块与运算处理模块连接。还包括存储模块。所述存储模块包括sata硬盘，并与运算处理模块和fpga相连接。
31.作为一种实施方式，
32.该便携式电能质量监测装置包括双回路的电参数采集模块、fpga、运算处理模块、gps模块、通信模块、sata硬盘和千兆以太网接口，fpga与电参数采集模块连接、用于进行同
步采集，运算处理模块与fpga连接、用于进行实时数据处理/人机交互，运算处理模块是嵌入式微处理器，gps模块与运算处理模块连接、用于提供标准时钟信号，通信模块与运算处理模块连接、用于数据的远程上送，sata硬盘与运算处理模块连接、用于大容量存储数据，千兆以太网接口与运算处理模块连接、用于有线网络通信。
33.电参数采集模块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。fpga读取电参数采集模块转换后的数字信号。fpga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。
34.运算处理模块负责接收fpga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，运算处理模块将异常时刻前后的实时波形和异常信息等记录到sata硬盘，并通过通信模块或千兆以太网接口上传到服务器、手机客户端等方式通知联系人，使用sata硬盘存储，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。
35.采用gps模块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模块引申出的pps信号分别连接到运算处理模块和fpga上，可以保证多处理器的时间高度同步。
36.通信模块可以是蓝牙模块、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。
37.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。
38.该便携式电能质量监测装置还包括触摸控制模块，触摸控制模块与运算处理模块连接、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，液晶显示模块与运算处理模块连接、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。
39.本实施例中，上述fpga、运算处理模块、gps模块、sata硬盘和千兆以太网接口均采用现有技术中的结构。
40.作为一种实施方式，
41.该电能质量监测装置包括运算处理模块10、电参数采集模块20、电源模块30、通信模块40和较大容量电池模块50；
42.电参数采集模块20和通信模块40分别与运算处理模块10电连接，电参数采集模块20还与配电网系统的配电线路连接，较大容量电池模块50与电源模块30连接，电源模块30还与运算处理模块10、通信模块40电连接；
43.较大容量电池模块50，用于在电源模块无法取到外接电源时，输出电源支撑运算处理模块10、电参数采集模块20、电源模块30、通信模块40，保证便携式电能质量装置能够较长运行。
44.电参数采集模块20，用于采集配电网系统的配电线路的电参数，并输出电参数采集信号至运算处理模块10；
45.运算处理模块10，用于将获取到的各采集信号实时通过通信模块40发送至电能质量分析服务器。
46.电源模块30用于为电能质量监测装置中的各模块提供工作电源。
47.电池模块50是多支电池串联后再并联构成，如图2所示。该模块有k电池串接成一组，在由m组k支电池并联。串联是保证电压达到要求，并联则增加了电池容量。为提高电池可用性，作为优选，使用可反复充电的r6电池。
48.作为一种实施方式，
49.所述电参数采集模块采用现有技术的三相电参数采集模块，模块包括三相多回路电参数采集单元，型号yfc-303g，三相多回路电参数采集单元从结构上分为互感器排和采集单元两部分，采集单元可以采集三相三回路中的电流，电压，频率，总有功功率，总无功功率，总功率因数，有功电度，无功电度，各相有功功率，总视在功率，各相无功功率，各相功率因数等参数，可代替3个三相多功能电量表。
50.可选地，
51.所述电参数采集模块选择鲲航科技的三相电量模块(型号：kheq-ivpz)，采集三相交流电参数，包括相电压、线电压、电流、功率、电能、频率、相位角、功率因数等各个参数。
52.三相交流电压输入范围：200v，380v。可通过电压互感器扩展更大量程。通过电压倍率设置即可完成。
53.三相交流电流输入范围：5a，15a，20a，60a等，可通过电流互感器扩展更大量程。通过电流倍率设置即可完成。
54.采样位数24位。电流、电压、功率精度优于1％。电能量，有功1级，无功2级。
55.模块扫描周期快，可达到每秒20次。
56.工作温度：-40～+85℃。
57.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。