1. 研究目的与意义
现代社会电能是一种使用最为广泛的能源,其应用程度是一个国家发展水平的重要标志之一,随着科学技术和国民经济的发展,对电的需求量日益增加,同时对电网运行的稳定性要求也越来越高,对电网的实时监控就显得非常重要。随着我国电力行业的迅猛发展,电网供电品质越来越受到电力部门以及用户的关注。
在电力监控系统中,为了维护电网运行的稳定和安全,保证用户用电的可靠性,需要电网中各种电参量维持稳定值不变。这就需要实时的采集各种电参量,用来监控以保证电网的稳定。
随着科技的发展,仪器仪表的更新越来越快。作为工业自动化技术工具的自动化仪表与控制装置,在高新技术的推动下,正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。微机技术的发展,使微机系统主频提高,指令功能变强,模数转化芯片技术提高,成本降低,使得交流采样的运用成为可能。由于交流采样去掉变送器,按一定的规律对被测量的瞬时值进行采样,用一定的算法求得被测量值,即用软件的功能代替硬件的功能, 从而降低了系统造价。所以,研究运用交流采样技术实现电量的数据采集具有很大的意义。
2. 课题关键问题和重难点
1、随着数字信号处理技术的发展 ,电力系统交流参数的测试水平也越来越高。
电力交流参数的准确测量离不开高精度 ,高速度的电参数测量仪。为了提高采样速率 ,一些电参数测量仪内部采用了多路复用技术。对于电力系统中的多通道高频、高速或冲击信号的采样测试 ,可以采用多路复用技术来提高采样速率。但是 ,这种采样技术由于时基不准 ,造成各路 A/ D之间存在着不容忽视非均匀采样问题。
本文在非均匀采样理论的基础上 ,系统地分析了非均匀采样周期信号的数字频谱结构和表达式 ,讨论了由于时基不准而带来的谐波失真和对交流电参数测试的影响。
3. 国内外研究现状(文献综述)
本课题主要研究的是基于单片机的交流电参数测量系统的设计与应用。该设计是以单片机为核心的对电量进行测量的系统。该系统具有结构简单、操作方便、成本低廉等特点,着重介绍其硬件和软件设计方法。
利用单片机的控制运算功能,以软件代替硬件电路,用软件计算分析出各种有效值,使硬件电路大大简化。
电量测量仪器的发展经历了以下三个阶段:指针式仪表,数字测量仪表,智能仪器,本文设计基于AT89C52单片机的智能电量测量仪器。
4. 研究方案
1、分析电力参数测量仪的国内外发展状况,指出开展关于单片机的电力交流参数测量仪研究的重要意义。
2、整体方案的选择和设计,系统交流电力参数测量的过程。
(1)通过电压互感器PT和电流互感器CT获得输配电线路上的电压、电流交流信号;
5. 工作计划
第1周:了解毕业设计任务,收集资料
第2周:熟悉电力参数测量的原理及工作过程
第3周:学习MCS-51系列单片机的应用
