电能质量监测记录装置的设计

摘要

近年来，随着大量非线性、冲击性负荷的投入，谐波、电压暂降等电能质量问题给电力用户带来了巨大的经济损失，也给供电部门保障电能质量带来了更严峻的考验。高质量的电能对于保证电网和电气设备安全、经济运行，提高产品质量和保障居民正常生活有着重要的意义。本文针对当前已经颁布国家标准的电能质量问题，结合国内外有关电能质量指标检测的理论和成果，综合现有电能质量检测装置的优缺点，设计了电能质量监测记录装置。论文结构如下：
　　文章首先归纳总结了电能质量的概念、分类及产生的原因、国内外标准和电能质量检测等主要问题，对比分析了当前各类电能质量检测仪器存在的问题。并根据国家标准介绍了各项电能质量问题的概念和指标构成，结合 IEC标准给出了电能质量的检测分析方法，研究归纳了电能质量各项检测指标的计算方法，为电能质量检测装置的的设计提供了理论依据和算法指导。
　　硬件方面，结合设计目标和GB/T19862-2005《电能质量监测设备通用要求》，确定了电能质量监测记录装置的系统结构，设计了以32位浮点型 DSP TMS320F28335为处理器核心的硬件电路，主要包括电压电流传感器单元、频率检测与同步采样电路单元、模数转换单元、处理器单元、时钟单元、以太网控制器、USB2.0控制器、存储单元和无线传输单元等。
　　软件方面，在CCS v4.12 DSP程序开发环境下采用C语言开发了DSP控制计算程序，文中重点介绍了DSP主程序、采样子程序、同步信号异常中断子程序、SCI接收中断子程序、以太网控制器初始化子程序和USB控制器程序等。
　　实验测试结果验证了设计方案的合理性。系统的各项功能和指标达到了设计目标。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 电能质量问题综述

1.2 电能质量的检测方式

1.3 电能质量检测仪器的发展现状

1.4 本课题研究的意义

1.5 本文主要工作

2 电能质量指标及其分析

2.1 基本交流电参数的计算

2.3 稳态电能质量指标及其计算

2.4 暂态电能质量指标及其计算

2.5 本章小结

3 电能质量监测记录装置的硬件设计

3.1 装置整体设计方案

3.2 电压电流传感器单元电路设计

3.3 频率检测与同步采样电路设计

3.4 模数转换单元电路设计

3.5 处理器单元电路设计

3.6时钟单元电路设计

3.7 以太网控制器电路设计

3.8 USB2.0控制器电路设计

3.9 存储单元电路设计

3.10 无线数据传输单元设计

3.11 本章小结

4 电能质量监测记录装置的程序设计

4.1 DSP程序设计方案

4.2 DSP程序开发环境

4.3 DSP主程序设计

4.4 采样子程序设计

4.5 同步信号异常处理子程序设计

4.6 SCI接收中断子程序设计

4.7 以太网控制器初始化子程序设计

4.8 USB控制器程序设计

4.9 本章小结

5测试与分析

5.1 网络设置

5.2 频率测量

5.3 电压电流有效值测量

5.4 相位测量

5.5 谐波含有率测量

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢