一种监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电能质量监测分析技术领域，具体涉及一种监测装置。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的发展和广泛应用，供电系统中增加了大量的非线性、冲击性负荷(如PWM调速装置、各种整流器、电弧炉等)，易引起电网电流、电压波形发生畸变，使得电压波动、闪变、三相不均衡等现象日趋严重，对电能质量造成严重影响，因电能质量问题而引起的电力事故屡有发生，给电力系统的安全、经济运行带来了不利影响。电能质量问题也越来越受到企业和用户的关注。
[0003]传统的电能质量监测方式普遍采用便携式测试仪，不定期的对所关注的某些点进行测试。但这种测量方式实时性不强、监测指标少、工作量大、效率低，难以深入分析造成电能质量差的成因。
[0004]为了对电能质量进行实时监测，市场上出现了在线式电能质量监测装置，能够对电能质量进行实时在线监测。授权公告号为CN201402289Y，实用新型名称为“电能质量在线监测装置”就提供了一种能够实时在线对电网电能质量进行监测的装置，包括中央处理模块、模拟量采集模块、人机界面模块、通讯模块等，其中模拟量采集模块将从电网实时采集的电压信号和电流信号转换为数字信号量后送至中央处理模块处理，中央处理模块能够计算电能质量参数，根据电能质量参数对电能质量进行实时监测。但因为电网为强电系统，即使模拟量采集模块将从电网采集的电压信号和电流信号进行了降压限流处理，电压信号和电流信号仍有可能对设备内的芯片、器件等带来冲击，影响设备的使用寿命，并且若设备发生漏电故障，操作人员触摸人机界面模块或者触及接口时都有可能发生触电危险，存在安全隐患。
【实用新型内容】
[0005]因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电能质量监测装置使用寿命低、存在安全隐患的缺陷，从而提供一种安全可靠、使用寿命长的监测装置。
[0006]为此，本实用新型提供了如下技术方案:
[0007]本实用新型提供了一种监测装置，包括:电能质量监测电路、输入输出单元和控制单元；
[0008]电能质量监测电路包括:信号采集处理单元、隔离单元和数据处理单元；
[0009]所述信号采集处理单元，与电网连接，用于从电网采集电流信号、电压信号并将所述电流信号、所述电压信号转换为数字信号后输出;且信号采集处理单元包括:
[0010]电流互感器组支路，包括多个电流互感器，每个电流互感器与电网中的一个相线连接，电网中每个相线的电流信号经与之对应的电流互感器后转换为10V以下电压信号输出；
[0011]分压支路，包括多条分压电阻支路，每个所述分压电阻支路与电网中的一个相线连接，电网中每个相线的电压信号经与之对应的分压电阻支路后转换为10V以下电压信号输出；
[0012]模数转换器，与所述电流互感器组支路和所述分压支路连接，用于将从所述电流互感器组支路和所述分压支路接收的信号转换为数字信号后输出；
[0013]所述隔离单元，与所述信号采集处理单元连接，用于将从所述信号采集处理单元接收的所述数字信号隔离变换为隔离信号后输出；
[0014]所述数据处理单元，与所述隔离单元连接，用于根据从所述隔离单元接收的所述隔离信号获取电能质量参数；
[0015]所述电能质量监测电路，与所述控制单元连接，用于根据从电网采集的电流信号、电压信号获取电能质量参数并传输至所述控制单元，且所述电能质量监测电路与所述控制单元间使用多个串口通信，通信收发均采用直接存储器存取(DMA)传输方式；
[0016]所述输入输出单元，与所述控制单元连接，用于建立所述控制单元与外界间的数据传输；
[0017]所述控制单元根据从所述电能质量监测电路和所述输入输出单元接收的所述电能质量参数和所述数据进行相应的操作。
[0018]本实用新型所述的监测装置，所述模数转换器包括模拟/数字(A/D)转换芯片。
[0019]本实用新型所述的监测装置，所述隔离单元包括磁隔离芯片。
[0020]本实用新型所述的监测装置，所述数据处理单元包括数字信号处理(DSP)芯片和时钟芯片。
[0021]本实用新型所述的监测装置，所述输入输出单元包括触摸屏、通讯接口和开关量输入输出支路;通讯接口包括网络接口、USB接口、RS485接口 ；
[0022]所述触摸屏还用于显示所述控制单元输出的数据。
[0023]本实用新型所述的监测装置，还包括:
[0024]存储单元，与所述电能质量监测电路和所述控制单元连接，用于存储从所述电能质量监测电路和所述控制单元接收的数据。
[0025]本实用新型所述的监测装置，所述电能质量监测电路、所述输入输出单元和所述存储单元都以插件板形式接入，各个所述插件板通过总线的方式与所述控制单元连接。
[0026]本实用新型技术方案，具有如下优点:
[0027]本实用新型提供了一种监测装置，包括电能质量监测电路、输入输出单元和控制单元，其中电能质量监测电路包括信号采集处理单元、隔离单元和数据处理单元;信号采集处理单元，与电网连接，用于从电网采集电流信号、电压信号并将电流信号、电压信号转换为数字信号后输出；隔离单元，与信号采集处理单元连接，用于将从信号采集处理单元接收的数字信号隔离变换为隔离信号后输出;数据处理单元，与隔离单元连接，用于根据从隔离单元接收的隔离信号获取电能质量参数。通过在信号处理单元与数据处理单元间设置隔离单元，能够实现强电系统和弱电系统的完全隔离，避免了从电网引入的电流信号和电压信号对器件的冲击，保证了强电系统和弱电系统的电气安全性能。
[0028]本实用新型监测装置中的电能质量监测电路，信号采集处理单元包括:电流互感器组支路，其包括多个电流互感器，每个电流互感器与电网中的一个相线连接，电网中每个相线的电流信号经与之对应的电流互感器后转换为10V以下电压信号输出；分压支路，包括多条分压电阻支路，每个所述分压电阻支路与电网中的一个相线连接，电网中每个相线的电压信号经与之对应的分压电阻支路后转换为10V以下电压信号输出;模数转换器，与电流互感器组支路和分压支路连接，用于将从电流互感器组支路和分压支路接收的信号转换为数字信号后输出。通过将从电网采集的电流信号经电流互感器隔离、电压信号经分压电阻支路降压处理后再传输至模数转换器转换为数字信号，能够减少相位漂移造成的误差，提高了测量的准确度。
[0029]本实用新型监测装置中的电能质量监测电路，数据处理单元中包括高性能的数字信号处理(DSP)芯片和时钟芯片，数据处理速度快，有利于电能质量的全面监测、长期跟踪和深入评估，同时降低了成本。
[0030]本实用新型所述监测装置，通过在电能质量监测电路中的信号处理单元与数据处理单元间设置隔离单元，能够实现强电系统和弱电系统的完全隔离，避免了从电网引入的电流信号和电压信号对器件的冲击，保证了强电系统和弱电系统的电气安全性能，避免了操作人员接触该监测装置时的触电危险，安全可靠、使用寿命长。
[0031]本实用新型所述监测装置，电能质量监测电路与控制单元间使用多个串口通信，通信收发均采用直接存储器存取(DMA)传输方式，减少了数据处理单元和控制单元对通信过程的干涉，提高了据处理单元和控制单元的使用效率。
[0032]本实用新型所述监测装置，电能质量监测电路、输入输出单元、存储单元都以插件板形式接入，各个插件板通过总线的方式与控制单元连接，配置灵活。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
[0034]图1为本实用新型实施例中监测装置的结构框图。
[0035]图2为本实用新型实施例中电能质量监测电路的一个具体实例的结构框图；
[0036]图3为本实用新型实施例中电流互感器组支路的电路原理图；
[0037]图4为本实用新型实施例中分压支路的电路原理图；
[0038]图5为本实用新型实施例中模数转换器的电路原理图；
[0039]图6为本实用新型实施例中磁隔离芯片与数字信号处理(DSP)芯片和模拟/数字(A/D)转换芯片间连接关系的电路原理图；
[0040]附图标记:
[0041 ] 1-信号采集处理单元；2-隔离单元;3-数据处理单元；11-电流互感器组支路；12-分压支路;13-模数转换器;a-电能质量监测电路;b-输入输出单元;c-控制单元。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0043]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0045]此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0046]本实施例提供了一种监测装置，如图1所示，包括电能质量监