电压暂降与短时中断分析的记录装置的硬件研制

摘要

针对我国当前电力部门的需求和工程实际问题,本课题提出一种能够测量电压暂降、暂升、短时中断的动态电能质量和各项电能质量国家标准(电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动与闪变、三相不平衡)的综合测量与分析记录装置.本文设计了基于CPU和DSP技术的高速、高精度数据获取及处理系统,利用多通道采样保持和分时转换电路实现数据的同步采集,主CPU和从DSP芯片间通过双口RAM进行信息交换.主CPU处理器完成对整个装置的管理和控制,从DSP处理器实现对各类电能质量指标的测量和处理,并给出了相应的算法实现.

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用授权的说明

第一章引言

1.1研究背景

1.2国内、外研究现状

1.3本论文完成的主要工作

第二章电能质量的分类

2.1电能质量的分类

2.1.1IEEE关于电能质量的分类

2.1.2变化型和事件型分类

2.2电压暂降、暂升和短时中断

2.2.1电压暂降

2.2.2电压暂升

2.2.3电压中断

第三章装置的总体设计

3.1装置的基本功能

3.2主从式系统的设计方案

3.3 CPU的选择及存储器扩展方案

3.4 CPU的串行队列模块和定时处理器单元

3.4.1串行队列模块(QSM)

3.4.2定时处理器单元(TPU)

3.5 DSP的选择及存储器扩展方案

3.6 CPU与DSP的数据通信方案比较

3.7数据采集电路

3.7.1数据采集电路的原理图

3.7.2电压形成回路

3.7.3频谱混叠与频谱泄漏的解决

3.7.4抗混叠低通滤波电路的设计

3.7.5 A/D转换电路方案比较

3.8为实现对电压暂降和短时中断的记录硬件采取的措施

第四章动态电压质量算法和电能质量各指标的时间分析

4.1理论分析

4.1.1 d-q变换原理

4.1.2延迟60°的d-q变换

4.1.3无时延改进d-q变换

4.2电压暂降、暂升和短时中断的识别

4.3设计原则及软件配合

4.4 CPU和DSP的指令时间分析

4.5 CPU和DSP之间的数据交换时间

4.6 FFT的计算时间

4.7电压暂降、暂升和短时中断的计算时间

4.8电能质量指标的计算方法和时间

4.8.1频率的计算方法和时间

4.8.2电压偏差及其它量的计算方法和时间

4.8.3电网谐波的计算方法和时间

4.8.4三相电压不平衡度的计算方法和时间

4.8.5电压波动和闪变的计算方法和时间

4.8.6总的计算时间分析

第五章辅助电路的设计

5.1 GPS电路的设计

5.1.1 UT ONCORE接收器的选择

5.1.2引脚功能

5.1.3 MC68332与UT Oncore接收器的接口

5.1.4秒脉冲输出

5.1.5 GPS卫星失锁及时钟信号实现方案

5.2存储电路的设计

5.2.1存储电路设计方案

5.2.2硬盘的IDE总线接口

5.2.3程序设计

5.2.4存储的时间分析

5.3网络电路的设计

5.3.1以太网控制器的选择

5.3.2接口电路设计

5.3.3程序设计

5.3.4网络电路发送和接收数据的时间分析

5.3.5网络电路与计算机并口的方案比较

5.4液晶显示电路的设计

5.4.1液晶显示器的选择

5.4.2 HD61202的工作原理

5.4.3 MGLS12864的逻辑电路图

5.4.4 MGLS12864模块的接口设计

5.5键盘的设计

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致 谢

在学期间发表论文和参加科研情况