电能量采集需求设计文档.docx
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电能量采集需求设计文档.docx
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电能量采集需求设计文档
需求设计文档
1、电能量采集
测量平面的横轴表示为电压向量U(固定在横轴),瞬时的电流向量用来表示当前的电能传送,并相对于电压向量U具有一个相位角
,逆时针方向
角为正。
示意图如下:
感性负载对应于图中的一象限或三象限,其中一象限对应相位60(电压超前电流60)。
此时,有功、无功为正向。
三象限对应相位240,此时有功、无功为反向。
容性负载对应于图中的二象限或四象限,其中二象限对应相位120,此时有功为反向,无功为正向;四象限对应相位300,此时有功为正向、无功为反向。
电流互感器:
使用方法:
使用方法一:
以上型号精密电流互感器,除CT06-30/5外,额定输入电流为5A,额定输出电流为2.5mA/2mA/5mA。
当用户需要将电流输出信号变换成电压信号时,推荐使用电路如图1所示。
调整图1中反馈电阻R和r的值可得到所需要的电压输出。
电容C1及可调电阻r'是用来补偿相移的。
电容C2和C3是400至1000pF的小电容,用来去耦和滤波。
两个反接的二极管是起保护运算放大器作用的。
运算放大器视精度要求使用,推荐使用OP07系列,使用性能较好的运算放大器较容易达到较高的精度和较好的稳定性。
运算放大器电源电压通常取+15V或+12V,也可根据具体情况自定。
图中反馈电阻R要求精度优于1%,温度系数优于50PPM。
用户使用推荐电路稍加改动也可构成单电源供电模式,适用于单极性A/D转换器的输入。
使用方法二:
次级如不加运算放大器而直接并联一个电阻使输出变换成电压信号也是可以的,使用电路如图2所示。
前提是电阻要小于800Ω,输出电压最大2伏,这时仍能得到非线性度优于0.1%的输出电压信号。
与推荐电路1比较,其影响如下:
1.缩小了互感器的动态范围,2.使相移增大,电阻要求精度优于1%,温度系数优于50PPM。
SA9904B芯片是Sames公司推出的三相功率/电量测量专用集成电路芯片(ASIC),可直接测量单相、双相和三要输电线路的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值。
该芯片具有SPI接口,外部微处理器可通过此接口读取原始值,再根据相应的计算公式进行计算,
最后得到各项电力参数的测量值。
内部两个16位二阶的∑-Δ模/数转换器,分别对电压和电流模拟信号进行数字化处理,得到的瞬时电压与瞬时电流直接相乘得到瞬时功率。
瞬时功率进行低通滤波处理得到瞬时有功功率,而瞬时无功功率通过对电流信号进行移相90°处理后得到。
瞬时有功功率和瞬时无功功率经过数字-频率转换器转换成正比的脉冲信号,这个信号被有功电能和无功电能计数器随着时间进行累加。
芯片内部设有电压过零检测电路,电压每过零点产生一个宽度是1ms的脉冲,被频率寄存器累加起来。
电压有效值是通过累加每个瞬时电压采样值并进行数字处理后得到的。
电力参数远程监测系统的硬件组成结构如图4所示。
待测的三相四线线路各相电压、电流经过电压分压网络和电流互感器,转化成符合SA9904B芯片要求的输入信号,再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加,从而得到各相的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值的原始寄存器值。
这些值通过SPI接口传送到微控制器。
正向有功电能的计算方法:
正向有功电能=正向有功
正向无功电能=I象限无功+II象限无功
反向无功电能=III象限无功+IV象限无功
较小的时间段对下列表中的数据进行累加:
实时累加的电量值
总电能
尖电量(费率1)
峰电量(费率2)
平电量(费率3)
谷电量(费率4)
有功总电能
A相、B相、C相
无功总电能
I象限、II象限、III象限、IV象限无功总电能
需要保存的数据包括:
时间
项目
描述信息
当前
有功总能量
累加
上月
A相有功电能
累加
上上月
B相有功电能
累加
时区结束
C相有功电能
累加
结算
失压时的有功总电能
累加
当日零点
失流时的有功总电能
累加
即时
失压相安培小时数
累加
另一类数据
无功总能量
四个象限相加
当前
一象限无功总能量
累加
上月
二象限无功总能量
累加
上上月
三象限无功总能量
累加
四象限无功总能量
累加
失压时的无功总电能
累加
失流时的无功总电能
累加
另一类累加数据
当前
正向有功总电能
累加
上月
费率1正向有功总电能
累加
上上月
费率2正向有功总电能
累加
费率3正向有功总电能
累加
费率4正向有功总电能
累加
另一类数据
反向有功总电能
累加
费率1反向有功总电能
累加
费率2反向有功总电能
累加
费率3反向有功总电能
累加
费率4反向有功总电能
累加
另一类数据
当前
正向无功总电能
累加
上月
费率1正向有功总电能
累加
上上月
费率2正向有功总电能
累加
费率3正向有功总电能
累加
费率4正向有功总电能
累加
另一类数据
当前
反向无功总电能
累加
上月
费率1反向无功总电能
累加
上上月
费率2反向无功总电能
累加
费率3反向无功总电能
累加
费率4反向无功总电能
累加
2、最大需量计录功能:
最大需量:
在指定的时间区间内,需量周期中测得的平均功率最大值
需量周期:
测量平均功率的连续相等的时间间隔
滑差时间:
依次递推来测量最大需量的小于需量周期的时间,1-99分钟
时间
项目
描述
当前
正向有功总的最大需量
点值
上月
正向有功总的最大需量发生时间
点值
上上月
费率1正向有功总的最大需量
点值
费率1正向有功总的最大需量发生时间
点值
费率2正向有功总的最大需量
点值
费率2正向有功总的最大需量发生时间
点值
费率3正向有功总的最大需量
点值
费率3正向有功总的最大需量发生时间
点值
费率4正向有功总的最大需量
点值
费率4正向有功总的最大需量发生时间
点值
另一类数据
反向有功总最大需量
点值
反向有功总最大需量发生时间
点值
费率1反向有功总最大需量
点值
费率1反向有功总最大需量发生时间
点值
费率2反向有功总最大需量
点值
费率2反向有功总最大需量发生时间
点值
费率3反向有功总最大需量
点值
费率3反向有功总最大需量发生时间
点值
费率4反向有功总最大需量
点值
费率4反向有功总最大需量发生时间
点值
另一类数据
正向无功总的最大需量
点值
正向无功总的最大需量发生时间
点值
费率1正向无功总的最大需量
点值
费率1正向无功总的最大需量发生时间
点值
费率2正向无功总的最大需量
点值
费率2正向无功总的最大需量发生时间
点值
费率3正向无功总的最大需量
点值
费率3正向无功总的最大需量发生时间
点值
费率4正向无功总的最大需量
点值
费率4正向无功总的最大需量发生时间
点值
另一类数据
反向无功总最大需量
反向无功总最大需量发生时间
费率1反向无功总最大需量
费率1反向无功总最大需量发生时间
费率2反向无功总最大需量
费率2反向无功总最大需量发生时间
费率3反向无功总最大需量
费率3反向无功总最大需量发生时间
费率4反向无功总最大需量
费率4反向无功总最大需量发生时间
失压和失流统计纪录功能:
失压是指某一项电压满足预先设置的失压判定条件时,则该相失压。
项目
最近一次失压/流,断相出现时间
总的失压/流,断相次数
累计值
总的失压/流,断相累计时间
累计值
总失压/流,断相时的有功电能
累计值
A相失压/流,断相最近一次出现时间
A相失压/流,断相次数
A相失压/流,断相累计时间
A相失压/流,断相时的有功电能
B相失压/流,断相最近一次出现时间
B相失压/流,断相次数
B相失压/流,断相累计时间
B相失压/流,断相时的有用电能
C相失压/流,断相最近一次出现时间
C相失压/流,断相次数
C相失压/流,断相累计时间
C相失压/流,断相时的有功电能
C相失压/流,断相最近一次出现时间
C相失压/流,断相次数
C相失压/流,断相累计时间
C相失压/流,断相时的有功电能
AB相失压/流,断相最近一次出现时间
AB相失压/流,断相次数
AB相失压/流,断相累计时间
AB相失压/流,断相时的有用电能
AC相失压/流,断相最近一次出现时间
AC相失压/流,断相次数
AC相失压/流,断相累计时间
AC相失压/流,断相时的有用电能
BC相失压/流,断相最近一次出现时间
BC相失压/流,断相次数
BC相失压/流,断相累计时间
BC相失压/流,断相时的有用电能
ABC相失压/流,断相最近一次出现时间
ABC相失压/流,断相次数
ABC相失压/流,断相累计时间
ABC相失压/流,断相时的有用电能
失压/失流纪录:
失压/流,断相起始日期
失压/流,断相起始时间
失压/流,断相恢复日期
失压/流,断相恢复时间
失压/流,断相时的有功总电能
失压/流,断相时的无功总电能
失压/流,断相相安培小时数
电力数据极值:
时间
项目
当月
A相合格运行累计时间
上月
A相电压运行超合格上限时间
上上月
A相电压运行低于合格下陷时间
A相电压超出考核范围运行时间
A相最大电压
A相最大电压发生时间
A相最小电压
B相最小电压发生时间
B相合格运行累计时间
B相电压运行超合格上限时间
B相电压运行低于合格下陷时间
B相电压超出考核范围运行时间
B相最大电压
B相最大电压发生时间
B相最小电压
B相最小电压发生时间
最近1次A相电压不合格发生时间
最近2次A相电压不合格发生时间
最近3次A相电压不合格发生时间
最近4次A相电压不合格发生时间
最近5次A相电压不合格发生时间
最近1次B相电压不合格发生时间
最近2次B相电压不合格发生时间
最近3次B相电压不合格发生时间
最近4次B相电压不合格发生时间
最近5次B相电压不合格发生时间
最近1次C相电压不合格发生时间
最近2次C相电压不合格发生时间
最近3次C相电压不合格发生时间
最近4次C相电压不合格发生时间
最近5次C相电压不合格发生时间
最近1次编程时间
最近第2次编程时间
最近第3次编程时间
最近第4次编程时间
最近第5次编程时间
最近第6次编程时间
最近第7次编程时间
最近第8次编程时间
最近第9次编程时间
最近第10次编程时间
编程次数
最近第1次最大需量清零时间
最近第2次最大需量清零时间
最近第3次最大需量清零时间
最近第4次最大需量清零时间
最近第5次最大需量清零时间
最近第6次最大需量清零时间
最近第7次最大需量清零时间
最近第8次最大需量清零时间
最近第9次最大需量清零时间
最近第10次最大需量清零时间
最大需求清零次数
最近第1次广播校时时间
最近第2次广播校时时间
最近第3次广播校时时间
最近第4次广播校时时间
最近第5次广播校时时间
广播校时次数
最近第1次电流过负荷开始时间
最近第1次电流过负荷结束时间
最近第1次电流过负荷相别
最近第1次电流过负荷时的最大电流
最近第2次电流过负荷开始时间
最近第2次电流过负荷结束时间
最近第2次电流过负荷相别
最近第2次电流过负荷时的最大电流
最近第3次电流过负荷开始时间
最近第3次电流过负荷结束时间
最近第3次电流过负荷相别
最近第3次电流过负荷时的最大电流
最近第4次电流过负荷开始时间
最近第4次电流过负荷结束时间
最近第4次电流过负荷相别
最近第4次电流过负荷时的最大电流
最近第5次电流过负荷开始时间
最近第5次电流过负荷结束时间
最近第5次电流过负荷相别
最近第5次电流过负荷时的最大电流
最近第6次电流过负荷开始时间
最近第6次电流过负荷结束时间
最近第6次电流过负荷相别
最近第6次电流过负荷时的最大电流
最近第7次电流过负荷开始时间
最近第7次电流过负荷结束时间
最近第7次电流过负荷相别
最近第7次电流过负荷时的最大电流
最近第8次电流过负荷开始时间
最近第8次电流过负荷结束时间
最近第8次电流过负荷相别
最近第8次电流过负荷时的最大电流
最近第9次电流过负荷开始时间
最近第9次电流过负荷结束时间
最近第9次电流过负荷相别
最近第9次电流过负荷时的最大电流
最近第10次电流过负荷开始时间
最近第10次电流过负荷结束时间
最近第10次电流过负荷相别
最近第10次电流过负荷时的最大电流
电池工作时间
电表运行时间
当前一分钟有功有效功率
当前一分钟无功有效功率
瞬时功率、电压、电流:
A,B,C
电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率
总
有功功率、无功功率、无功功率相位、功率因数、视在功率、频率
设备管理数据
1、电压编码表:
代码
电压等级
说明
B
0.10
100V电压
D
0.38
380V电压
F
6.00
6kV电压
G
10.00
10kV电压
H
35.00
35kV电压
1
110.00
110kV电压
C
0.22
220
2
220.00
220kV电压
3
66.00
66kV电压
2、场站设备类型编码表:
代码
设备名称
设备说明
A
线路
B
主变
C
母联
D
母联兼旁路
E
旁路
F
所用变
G
母线
H
旁路母线
T
发电机
3、数据来源代码表:
代码
来源名称
A
大客户关口表
B
载波表
C
电厂关口表
4、心跳方案代码表
代码
心跳开始时间
心跳间隔
心跳停止时间
0
无心跳
1
2
5、采集器(终端)设备配置信息:
厂站名称
电压等级
ERTU地址
ERTU类型
通讯类型地址
备用主站通讯地址1
备用主站通讯地址2
短信中心号码
线路名称
设备类型
管理员密码
采集器复位
采集器时间
对时规则
判断过负荷、电流过负荷、超合同容量用电、电流不平衡、无功欠补偿、无功过补偿的时间
判断过负荷、电流过负荷、超合同容量用电、电流不平衡、无功欠补偿、无功过补偿恢复的时间
测量点的数量
告警屏蔽字
电源接线方式
开关接点、信号量输入状态
MM功率控制是否有效00无效、01有效。
缺省00
心跳方案号
现有任务总数
任务号
任务状态标记
输入开关状态
串口通信数量
支持最大测量点数
采集器软件版本号
采集器硬件版本号
6、任务表
任务号
任务名称
任务类型
采集开始基准时间
采集间隔时间
测试点号
任务执行次数
数据项个数
数据项
任务下达时间
任务下达人
备注
7、告警编码
代码
内容
0102H
计量装置门打开
0146H
A相电压断相
8、告警事件数据表
名称
代码
注释
数据类型
长度
采集点编号
NUMBER(6)
6
电表编号
NUMBER(3)
3
对应日期
DATE
告警编号
VARCHAR(10)
10
数据属性
NUMBER
(2)
3
告警数据内容
BLOB
备用字段1
备用字段2
备用字段3
9、测量点数据
编码
数据格式
长度
数据项名称
9010
NNNNNN.NN
4
正相有功总电能
10、测量点参数
测量点状态
测量点性质
测量点地址
通讯规约
测量点端口号
测量点的波特率
测量点接线方式
CT变比
PT变比
额定电压(二次侧)
用户申报容量
变压器容量
电流不平衡阈值
电流不平衡恢复阈值
合格电压上限
合格电压下限
判断电流过负荷的动相对额定值的比例
判断无功过补偿的功率因数
判断无功过补偿恢复的功率因数
判断无功欠补偿的功率因数
判断无功欠补偿的功率因数
其他告警(频率、功率因数、有功、无功)的阈值
11、用户基本信息
用户名称
职务
性别
权限
单位
备注
12、单位代码表
代码
单位名称
13、系统告警信息表
告警编号
告警种类
告警来源
告警描述信息
14、视图,提供给应用程序和外界接口
15、统计分析表(负荷预测、理论线损、母线平衡、供电质量、供电可靠性分析、计量装置故障分析、三相不平衡率分析、极值分析)
16、
数据库设计原则:
1、依赖的原则
2、正则化
在数据库应用项目的设计中,数据库设计的重要性不言而喻。
如果设计不当,查询起来就非常吃力,程序的性能也会受到影响。
无论你使用的是SQL或者Oracle数据库,通过进行正规化的表格设计,可以令你的代码更具可读性,更容易扩展,从而也会提升应用的性能。
简单说来,正规化就是在表格设计时,消除冗余性和不协调的从属关系。
在本文中,我将通过五个渐进的过程来告诉你在设计中应该了解的正规化技巧。
从而建立一个可行而且效率高的数据库。
本文也会详细分析一下可以利用的关系类型。
这里假定我们要建立一个用户信息的表格,其中要存储用户的名字、公司、公司地址和一些个人的收藏夹或url。
在开始时,你可能定义一个如下的表格结构:
零状态形式:
users
namecompanycompany_addressurl1url2
JoeABC1WorkLane
JillXYZ1JobStreet
由于没有进行任何的正规化处理,我们将这种形式的表称为零状态形式的表。
留意其中的url1和url2字段---如果我们在应用中需要第三个url呢?
这样你就要在表格中多加一列,很明显,这不是一个好办法。
如果你要创建一个富有扩展性的系统,你就要考虑使用第一个正规化的形式,并且应用到该表格中。
第一级正规化形式
1.消除每个表格中重复的组
2.为每套相关的数据建立一个独立的表格
3.使用一个主键来标识每套相关的数据
以上的表格明显违反了上面第一条的规定,那么第三条的主键又是什么意思呢?
很简单,它只是在每个记录中加入一个唯一的、自动增加的整型值。
通过这个值,就可以将两个姓名一样的记录区分开来。
通过应用第一级正规化形式,我们得到了以下的表格:
users
userIdnamecompanycompany_addressurl
1JoeABC1WorkLane
1JoeABC1WorkLane
2JillXYZ1JobStreet
2JillXYZ1JobStreet
现在我们的表格可以说已经处在第一级正规化的形式了,它已经解决了url字段的限制问题,不过这样的处理后又带来了一个新的问题。
每次在user表中插入一条记录的时候,我们都必须重复所有的公司和用户数据。
这样不仅令数据库比以前大了,而且很容易出错。
因此还要经过第二级正规化处理。
1.为应用在多条记录的字
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 电能 采集 需求 设计 文档