本实用新型涉及在线监测技术领域，特别涉及一种电能质量在线监测装置。
背景技术：
随着我国国民经济的蓬勃发展，电力负荷急剧加大，特别是电力电子转流设备、电气化铁路、电弧炉等冲击性和非线性负荷容量的不断增长，使得电力系统的电能质量日益恶化。使得电网发生波形畸变、电压波动与闪变和三相不平衡等电能质量问题情况日趋严重。从而引起变压器过热、网损增加、计量仪表误差、通讯干扰，不但使得供用电设备本身的安全性降低，而且还严重威胁着电力系统的安全和经济运行。为了保证电力系统的运行安全，目前各国都十分重视电能质量的管理，并制定了相关标准。我国也已先后颁布了涉及电能质量六个方面的国家标准，有关部门也制定了相应的《电能质量管理办法》。
随着社会的快速发展，电能的使用面临着一种新的问题：一方面是电能需求量在不断增加；另一方面是社会对电能质量的要求也越来越高，要求在电能使用中实现质和量的统一电能质量的问题，取决于发电、输电、供电和用电方，要保证电力系统电网的电能质量，必须由电力部门和接入电网的广大电力用户来共同维护，因此为了切实维护电力部门和用户的合法利益，保证电网的安全运行，净化电气环境，必须加强对电力系统电网电能质量的监测和管理。目前，电能质量的监测方式主要有三种：设备入网前的专门检测、设备使用中的定期或不定期检测和在线监测。由于电能质量问题的特殊性，前两种监测方式的监测数据不能全面和准确地反映出电力系统电网的电能质量信息，因此电能质量监测应该采用在线监测。电能质量在线监测技术是严格按照《电能质量供电电压允许偏差》、《电能质量公用电网谐波》、《电能质量电压波动和闪变》、《电能质量三相允许不平衡度》、《电能质量电力系统频率偏差》和《电能质量暂时过电压和瞬时过电压》等六项电能质量国家标准，通过利用电能质量在线监测设备对电力系统电网进行在线监测，从而连续收集、记录和存储电力系统电网的频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、谐波、三相不平衡等稳态信息，以及电压跌落、电压骤升和电压中断等暂态信息。随着对电能质量问题的日益重视，电力部门希望通过在电力系统电网中的各等级变电站和特殊点安装专门的电能质量在线监测装置，并且组建电能质量在线监测系统，力求实时、精确地测量电力系传动与控制技术以其功率密度大、布置灵活、控制性好、自润滑、自抗过载等突出的优点。
在研究总结国内外电能质量监测装置的特点和实践经验的基础上，严格按照国家颁布的相关技术标准，自主设计开发出新一代电能质量在线监测装置。
技术实现要素：
本实用新型提供一种电能质量在线监测装置，用以提高采样速度和对监测指标的分析能力，进而提高装置的可靠性。
本实用新型还提供一种电能质量在线监测装置，包括：若干个相互独立的接线端口、数据监测单元、数据分析单元、数据处理器、通讯模块和服务器，若干个相互独立的所述接线端口与所述数据监测单元连接，所述数据处理器与所述数据监测单元和所述数据分析单元连接，并且所述数据处理器为dsp数字信号处理器，所述通讯模块与所述数据处理器之间通过tcp/ip连接，所述通讯模块与所述服务器之间通过以太网连接。
进一步地，所述电能质量在线监测装置包括壳体，并且所述数据监测单元、所述数据分析单元、所述数据处理器和所述通讯模块位于所述壳体内。
进一步地，所述接线端口包括数字输出端口、数字输入端口、外接显示器端口、rs-232端口、外置调制解调器端口、rs-485端口、以太网端口、内置调制解调器端口、电压输入通道端口、电流输入通道端口或电源及接地连接器端口。
进一步地，所述数据监测单元包括稳态数据监测单元和暂态数据监测单元。
进一步地，所述数据分析单元包括指标越限及记录模块或数据统计单元。
进一步地，所述电能质量在线监测装置还包括设置单元，用于对所述数据监测单元或所述数据分析单元中的若干个参数进行设置。
进一步地，所述电能质量在线监测装置还包括开入和开出单元。
进一步地，所述电能质量在线监测装置还包括显示单元，用于显示来自所述数据监测单元和/或所述数据分析单元的数据。
进一步地，所述电能质量在线监测装置还包括面板和位于所述面板上的面板指示灯。
进一步地，所述电能质量在线监测装置还包括位于所述面板上的usb接口。
本实用新型实施例提供的一种电能质量在线监测装置，具有以下有益效果：在保证高性能处理运算同时提高了装置的可靠性，而且没有任何发热及振动器件，保证了装置的长期稳定运行。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
在附图中：
图1为本实用新型实施例中一种电能质量在线监测装置的框图；
图2为本实用新型实施例中一种电能质量在线监测装置的主视图；
图3为本实用新型实施例中一种电能质量在线监测装置的接线端口的示意图。
101、接线端口102、数据监测单元
103、数据分析单元104、数据处理器
105、通讯模块106、服务器
107、设置单元108、开入和开出单元
109、数字输出端口110、数字输入端口
111、外接显示器端口112、rs-232端口
113、外置调制解调器端口114、rs-485端口
115、以太网端口116、内置调制解调器端口
117、电压输入通道端口118、电流输入通道端口
119、电源及接地连接器端口
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种电能质量在线监测装置，图1示出了电能质量在线监测装置的框图，包括：
若干个相互独立的接线端口101、数据监测单元102、数据分析单元103、数据处理器104、通讯模块105和服务器106，若干个相互独立的所述接线端口101与所述数据监测单元102连接，所述数据处理器104与所述数据监测单元102和所述数据分析单元103连接，并且所述数据处理器104为dsp数字信号处理器，所述通讯模块105与所述数据处理器104之间通过tcp/ip连接，所述通讯模块105与所述服务器106之间通过以太网连接。
其中，所述数据监测单元102为任何可以检测电能质量，例如频率、功率、功率因数、电压暂升、暂降等的装置，例如示波器，检波器，万能表、电度表、功率因数表、fluke1760电能质量测试仪等。
数据分析单元103为任何可以对检测的电能质量进行分析，例如与设定值进行比较、统计最大值、最小值、平均值等的装置，包括中央处理器单元(centralprocessingunit，cpu)、闪存(compactflash)器件和网口，例如可以为pqviewerp电能质量数据分析器等。
进一步地，所述dsp数字信号处理器采用型号为tms320f2812的芯片。
上述技术方案的工作原理为：数据监测单元101用于在线监测电能质量的若干个监测指标。数据分析单元103用于对所述数据监测单元101监测的若干个监测指标进行分析，例如与设定值进行比较、统计最大值、最小值、平均值等。若干个相互独立的接线端口101与数据监测单元102连接，通过若干个接线端口中的部分端口进行采样，由于各个接线端口101相互独立，因此可同步采样，各采样通道间独立运行、互不影响。所述数据处理器104用于对所述数据监测单元和所述数据分析单元的数据进行处理，将电信号的数据转化为数字化的数据，所述数据处理器104为dsp数字信号处理器，提高了运算能力，进而提高了数据分析单元103对监测指标的分析能力。
上述技术方案的有益效果为：各监测通道间独立运行、互不影响，采样速度快，精度高；而且采用dsp数字信号处理器，提高了数据分析单元103对监测指标的分析能力，进而提高了装置的可靠性。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置包括壳体，并且所述数据监测单元、所述数据分析单元、所述数据处理器和所述通讯模块位于所述壳体内。
上述技术方案的工作原理为：图2示出了本实用新型实施例中一种电能质量在线监测装置的主视图，如图2所示，所述电能质量在线监测装置的左侧预留显示器线缆，预留的显示器线缆的宽度为70mm-90mm，例如为80mm，预留的显示器线缆的高度为290mm-310mm，例如为300mm。所述电能质量在线监测装置的顶部和底部各有两个固定孔，固定孔的直径为4mm-6mm，例如为5mm，所述固定孔的横向间距为130mm-140mm，例如为135mm，所述固定孔的纵向间距为280mm-300mm，例如为287mm。所述电能质量在线监测装置通过固定孔可以集中安装于控制室的屏或柜上，也可分散安装于开关柜上，可以安装的深度为60mm-70mm，例如为65mm。
上述技术方案的有益效果为：电能质量在线监测装置的装置整体没有任何发热及振动器件，保证了装置可以长期稳定运行。
在一个实施例中，如图3所示，所述接线端口101包括数字输出端口109、数字输入端口110、外接显示器端口111、rs-232端口112、外置调制解调器端口113、rs-485端口114、以太网端口115、内置调制解调器端口116、电压输入通道端口117、电流输入通道端口118或电源及接地连接器端口119。
上述技术方案的工作原理为：所述电压输入通道端口117及所述电流输入通道端口118可以作为交流采样端口。在本实用新型中示出了4个差分型的电压的交流采样端口和4个差分型的电流的交流采样端口，需要说明的是，采样端口的数量可以进行扩展。
所述数字输出端口109为2通道输出端口，所述数字输入端口110为7通道输入端口。
上述技术方案的有益效果为：可以实现电源的输入和输出以及通讯模块105与数据处理器104或服务器106之间的连接。
在一个实施例中，所述数据监测单元102包括稳态数据监测单元和暂态数据监测单元。
上述技术方案的工作原理为：所述稳态数据监测单元可以对电网频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率及功率因数、电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压、电流各序分量；基波电压、电流、功率、功率因数、相位、谐波、谐波群、间谐波、电压波动、闪变等指标进行监控。所述稳态数据监测单元可以为示波器、检波器、万能表、电度表、功率因数表、相量测量装置等。
所述暂态数据监测单元可以准确捕获电压暂升、暂降、短时中断事件等暂态事件，并记录其发生事件的持续时间及幅度。所述暂态数据监测单元可以为fluke1760电能质量测试仪等。
上述技术方案的有益效果为：分别对稳态数据和暂态数据监测，提高了对稳态数据和暂态数据的监测能力。
在一个实施例中，所述数据分析单元103包括指标越限及记录单元或数据统计单元。
上述技术方案的工作原理为：所述指标越限及记录单元与所述数据监测单元102连接，用于持续监测若干个所述监测指标，并将各个所述监测指标和各个所述监测指标所对应的限值进行比较，并在各个所述监测指标超过所述对应的限值时报警并记录。所述指标越限及记录单元可以为dsp arm7的双处理器。
所述数据统计单元103与所述数据监测单元102和所述指标越限及记录单元连接，用于保存并统计一定时间间隔所述数据监测单元102监测的若干个监测指标，并统计所述指标越限及记录单元统计的各个所述监测指标的越限次数及合格率，自动生成日报表、月报表，可通过usb接口直接输出excel格式报表。例如，可对基本监测指标和高级监测指标实时保存，统计的时间间隔可设置，可以统计数据的数据包括最大值、最小值、平均值、95％概率大值等。并且能够对电能质量指标越限次数及合格率进行统计。所述数据统计单元103可以为寄存器等。
上述技术方案的有益效果为：指标越限及记录单元可以实现超过限值时的报警及记录功能，数据统计单元可以实现统计功能。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括设置单元107，用于对所述数据监测单元102或所述数据分析单元103中的若干个参数进行设置。
上述技术方案的工作原理为：所述设置单元107可对电压等级、pt变比、ct变比、母线最小短路容量、供电设备容量、用户协议容量、接线方式以及线路名称进行设置；还可对监测的电能质量指标的限值进行设置；还可对统计时间间隔、数据上传时间、通讯参数、系统时钟进行设置。
所述设置单元为通过stm32f4的fsmc接口来控制驱动芯片进而在4.3寸tftlcd上显示内容和触屏控制的人机交互模块，所述tft-lcd即薄膜晶体管液晶显示器，为4.3寸投射式电容触摸屏；所述驱动芯片为ili9341控制器，并使用gt9147作为驱动ic。
上述技术方案的有益效果为：设置单元可以对参数进行设置。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括开入和开出单元108。
上述技术方案的工作原理为：所述开入和开出单元108用于外部触发记录和越限告警输出，在本实用新型中，有4路开入和4路开出。
上述技术方案的有益效果为：所述开入和开出单元可以实现外部触发记录和越限告警输出。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括显示单元，用于显示来自所述数据监测单元102和/或所述数据分析单元103的数据。
上述技术方案的工作原理为：所述显示单元为液晶屏(liquidcrystaldisplay，lcd)，作为显示数据的窗口。
上述技术方案的有益效果为：可以实时显示数据监测单元和数据分析单元的数据。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括面板和位于所述面板上的面板指示灯。
上述技术方案的工作原理为：在本实用新型中，所述面板指示灯有六个，分别是电源指示灯、运行指示灯、故障指示灯、指标越线灯、暂态事件灯和备用灯。所述电源指示灯为绿色，在装置电压正常时亮；所述运行灯为绿色，在装置运行正常时亮；所述故障指示灯为红色，在装置运行出现故障时亮；所述指标越限灯为红色，在电能质量指标越限时亮；所述暂态事件灯为红色，在发生暂态事件时亮，所述备用灯为红色。
上述技术方案的有益效果为：通过面板指示灯可以清楚地了解装置的运行情况及电能质量指标。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括位于所述面板上的usb接口。
上述技术方案的工作原理为：所述usb接口在将数据备份到u盘时使用，例如由数据统计单元103生成的日报表、月报表可通过usb接口直接输出excel格式报表。
上述技术方案的有益效果为：通过usb接口可以使电能质量在线监测装置与外部设备通信连接。
在一个实施例中，所述电能质量在线监测装置还包括位于所述面板上的若干个按键。
上述技术方案的工作原理为：在本实用新型中，所述按键有10个，分别是上翻键、下翻键、左翻键、右翻键、确认键、取消键、递增键、递减键和两个功能键。所述上翻键用于在菜单选择时上移；所述下翻键用于在菜单选择时下移；所述左翻键用于在菜单选择时左移；所述右翻键用于在菜单选择时右移；所述确认键用于确认操作命令；所述取消键用于取消操作命令；所述递增键用于在更改数字时，使数字递增；所述递减键用于在更改数字时，使数字递减；所述功能键用于按照界面提示操作。
上述技术方案的有益效果为：用户可以通过按键方便地操作电能质量在线监测装置。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种电能质量在线监测装置，其特征在于，包括：若干个相互独立的接线端口、数据监测单元、数据分析单元、数据处理器、通讯模块和服务器，若干个相互独立的所述接线端口与所述数据监测单元连接，所述数据处理器与所述数据监测单元和所述数据分析单元连接，并且所述数据处理器为dsp数字信号处理器，所述通讯模块与所述数据处理器之间通过tcp/ip连接，所述通讯模块与所述服务器之间通过以太网连接。
2.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置包括壳体，并且所述数据监测单元、所述数据分析单元、所述数据处理器和所述通讯模块位于所述壳体内。
3.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述接线端口包括数字输出端口、数字输入端口、外接显示器端口、rs-232端口、外置调制解调器端口、rs-485端口、以太网端口、内置调制解调器端口、电压输入通道端口、电流输入通道端口或电源及接地连接器端口。
4.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述数据监测单元包括稳态数据监测单元和暂态数据监测单元。
5.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述数据分析单元包括指标越限及记录模块或数据统计单元。
6.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置还包括设置单元，用于对所述数据监测单元或所述数据分析单元中的若干个参数进行设置。
7.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置还包括开入和开出单元。
8.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置还包括显示单元，用于显示来自所述数据监测单元和/或所述数据分析单元的数据。
9.如权利要求1所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置还包括面板和位于所述面板上的面板指示灯。
10.如权利要求9所述的电能质量在线监测装置，其特征在于，所述电能质量在线监测装置还包括位于所述面板上的usb接口。
技术总结