CN107677911A - 一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，属于电能质量检测与电气消防领域。特别涉及一种带有电气火灾预警功能的电能检测装置。本发明包括三相四线交流电网络、电压电流互感器网络、输入调理与滤波网络、ADE9000电力参数检测芯片、时钟电路、看门狗电路、采集单元、STM32F407微处理器芯片和处理单元。电力参数检测芯片ADE9000作为电能质量检测的核心器件，通过弧压传感器、温度传感器、弧光传感器和烟雾传感器能够对电力参数实施实时高精度测量，并进行实时的电能质量分析。通过STM32F407微处理器综合电能质量与常规电气火灾信号对电气火灾的可能性进行预警分析，不仅能够向用户提供实时电能质量信息，还能够自动推出电气火灾预警信息，做到电气火灾防患于未然。
Description
技术领域
本发明属于电能质量检测与电气消防领域,特别涉及一种带有电气火灾预警功能的电能检测装置。
背景技术
随着智能电网和分布式能源系统的推广与发展，电能质量问题越来越显得突出和重要。国家先后颁布了GB/T12325-2008《电能质量供电电压允许偏差》，GB/T15945-2008《电能质量电力系统频率偏差》，GB/15543-2008《电能质量_三相电压不平衡》，GB/T12326-2008《电能质量电压波动和闪变》，GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》等国家标准。这些标准的实施有效地保证了我国电力系统发电、变电、输电、配电和用电各环节的有序和稳定运行。准确可靠地对各环节电能质量进行检测，是保证电能质量符合国家标准要求的重要技术手段。
近年来，由于电气原因造成的火灾事故居高不下，给国家和人民生命财产造成巨大损失，据统计电气短路和漏电等原因造成的火灾和爆炸在火灾和爆炸事故中所占比例不断上升，约占全国整个事故总数的百分之三十左右，个别地区已超过百分之三十以上。因此，加强电气火灾预防，已成为消防重要分支之一。
目前，市场上的电气火灾报警系统产品良莠不齐，功能指标等也没有统一的规范。市场上常见的产品主要有三种形式，即漏电电流动作保护器类产品、多功能漏电开关类产品和火灾监控设备与探测器分离配置类设备。这三类设备共同缺点是均未将电能质量问题作为电气火灾的诱因加以考虑，尤其是没有将与电气火灾关联密切的谐波问题作为电气火灾的检测指标加以考虑，已严重不能适应未来各电气类防火系统的需求。市场上尚无将电气火灾和电能质量兼顾于一体的整合性产品。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，以专用电力参数检测芯片为核心，综合常规电气火灾信号采集和电能质量监控于一体，为电能量质量检测和电气火灾预警提供一种高效的手段。
一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，其特征是：包括三相四线交流电网络、电压电流互感器网络、输入调理与滤波网络、ADE9000电力参数检测芯片、时钟电路、看门狗电路、采集单元、STM32F407微处理器芯片和处理单元；
所述三相四线交流电网络为三相四线配电线路；
所述电压电流互感器网络由电压互感器、电流互感器和零序电流互感器构成，电压互感器的一次侧分别与交流电的A、B、C相线和N线连接；电流互感器和零序电流互感器采用穿心式结构，A、B、C三条相线和N线分别穿过三只电流互感器和零序电流互感器的一次侧线孔。所述电压电流互感器网络的二次侧与输入调理与滤波网络的输入端相连接；
所述输入调理与滤波电路包括信号分压和抗混叠滤波器构成，所述输入调理与滤波电路的输入端与所述电压电流互感器网络连接，输出端与所述ADE9000电力参数检测芯片的交流信号输入端相连接；
所述ADE9000电力参数检测芯片与所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述时钟电路分别与所述ADE9000电力参数检测芯片和所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述看门狗电路分别与所述ADE9000电力参数检测芯片和所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述采集单元包括弧压传感器、温度传感器、弧光传感器和烟雾传感器，所述采集单元与所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述处理单元包括存储模块、通信模块、显示模块和电源模块；所述处理单元与所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述STM32F407微处理器芯片通过SPI总线与所述ADE9000电力参数检测芯片相连接。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：四线交流电网络、电压电流互感器网络和输入调理与滤波网络所组成的本发明供电系统能够将几百伏的电压转化为ADE9000电力参数检测芯片所能够使用的0.6V电压，并且保持稳定，防止电压的不断变化对芯片造成损坏。电力参数检测芯片ADE9000作为电能质量检测的核心器件，通过弧压传感器、温度传感器、弧光传感器和烟雾传感器能够对电力参数实施实时高精度测量，并进行实时的电能质量分析。通过STM32F407微处理器综合电能质量与常规电气火灾信号对电气火灾的可能性进行预警分析，不仅能够向用户提供实时电能质量信息，还能够自动推出电气火灾预警信息，做到电气火灾防患于未然。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置示意图。
图中1-三相四线交流电网络、2-电压电流互感器网络、3-输入调理与滤波网络、4-ADE9000电力参数检测芯片、5-时钟电路、6-看门狗电路、7-采集单元、8-STM32F407微处理器芯片、9-处理单元、71-弧压传感器、72-温度传感器、73-弧光传感器、74-烟雾传感器、91-存储模块、92-通信模块、93-显示模块、94-电源模块。
具体实施方式
如图1所示，一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，其特征是：包括三相四线交流电网络1、电压电流互感器网络2、输入调理与滤波网络3、ADE9000电力参数检测芯片4、时钟电路5、看门狗电路6、采集单元7、STM32F407微处理器芯片8和处理单元9；
所述三相四线交流电网络1为三相四线配电线路；
所述电压电流互感器网络2由电压互感器、电流互感器和零序电流互感器构成，电压互感器的一次侧分别与交流电的A、B、C相线和N线连接；电流互感器和零序电流互感器采用穿心式结构，A、B、C三条相线和N线分别穿过三只电流互感器和零序电流互感器的一次侧线孔。所述电压电流互感器网络2的二次侧与输入调理与滤波网络3的输入端相连接；
所述输入调理与滤波电路3包括信号分压和抗混叠滤波器构成，所述输入调理与滤波电路3的输入端与所述电压电流互感器网络2连接，输出端与所述ADE9000电力参数检测芯片4的交流信号输入端相连接；
所述ADE9000电力参数检测芯片4与所述STM32F407微处理器芯片8电路连接；
所述时钟电路5分别与所述ADE9000电力参数检测芯片4和所述STM32F407微处理器芯片8电路连接；
所述看门狗电路6分别与所述ADE9000电力参数检测芯片4和所述STM32F407微处理器芯片8电路连接；
所述采集单元7包括弧压传感器71、温度传感器72、弧光传感器73和烟雾传感器74，所述采集单元与所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述处理单元9包括存储模块91、通信模块92、显示模块93和电源模块94；所述处理单元9与所述STM32F407微处理器芯片电路连接。
所述STM32F407微处理器芯片8通过SPI总线与所述ADE9000电力参数检测芯片4相连接。
在电气设备处布置采集单元7，其中的弧压传感器71、温度传感器72、弧光传感器73和烟雾传感器74负责采集环境信息并将相关数据传递给STM32F407微处理器芯片8，STM32F407微处理器芯片8。四线交流电网络1、电压电流互感器网络2和输入调理与滤波网络3所组成的本发明供电系统能够将几百伏的电压转化为ADE9000电力参数检测芯片4所能够使用的0.6V电压。将计算程序输入到ADE9000电力参数检测芯片4中，让其在时钟电路5和门狗电路6的配合下完成电力参数与电能指标测量任务和火灾预警信息的预估。ADE9000电力参数检测芯片4将检测数据通过STM32F407微处理器芯片8传递给处理单元9的存储模块91进行数据保存，传递给通信模块92供工作人员远程访问，传递给显示模块93供工作人员现场查看，供电模块94则保证了STM32F407微处理器芯片8和各个传感器的用电需求。本发明结构简单、造价低廉，能够在检测电能量的同时对火灾做出预警，值得大力推广。
Claims (2)
1.一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，其特征是：包括三相四线交流电网络(1)、电压电流互感器网络(2)、输入调理与滤波网络(3)、ADE9000电力参数检测芯片(4)、时钟电路(5)、看门狗电路(6)、采集单元(7)、STM32F407微处理器芯片(8)和处理单元(9)；
所述三相四线交流电网络(1)为三相四线配电线路；
所述电压电流互感器网络(2)由电压互感器、电流互感器和零序电流互感器构成，电压互感器的一次侧分别与交流电的A、B、C相线和N线连接；电流互感器和零序电流互感器采用穿心式结构，A、B、C三条相线和N线分别穿过三只电流互感器和零序电流互感器的一次侧线孔。所述电压电流互感器网络(2)的二次侧与输入调理与滤波网络(3)的输入端相连接；
所述输入调理与滤波电路(3)包括信号分压和抗混叠滤波器构成，所述输入调理与滤波电路(3)的输入端与所述电压电流互感器网络(2)连接，输出端与所述ADE9000电力参数检测芯片(4)的交流信号输入端相连接；
所述ADE9000电力参数检测芯片(4)与所述STM32F407微处理器芯片(8)电路连接；
所述时钟电路(5)分别与所述ADE9000电力参数检测芯片(4)和所述STM32F407微处理器芯片(8)电路连接；
所述看门狗电路(6)分别与所述ADE9000电力参数检测芯片(4)和所述STM32F407微处理器芯片(8)电路连接；
所述采集单元(7)包括弧压传感器(71)、温度传感器(72)、弧光传感器(73)和烟雾传感器(74)，所述采集单元与所述STM32F407微处理器芯片电路连接；
所述处理单元(9)包括存储模块(91)、通信模块(92)、显示模块(93)和电源模块(94)；所述处理单元(9)与所述STM32F407微处理器芯片电路连接。
2.一种带有电气火灾预警功能的电能质量检测装置，其特征是：所述STM32F407微处理器芯片(8)通过SPI总线与所述ADE9000电力参数检测芯片(4)相连接。
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