基于arm%2bdsp电能质量在线监测装置研制

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1、摘要随着国民经济的飞速发展，电能作为一种特殊的商品受到人们的日益重视。近几十年来，由于电力电子器件及一些非线性负荷在电网中的大量使用，致使电网电能质量不断下降。对电力系统的安全运行和用电设备的正常工作造成了很大的影响．如何提高和保证电能质量已经成为我国电力系统面临的重要问题。对电能质量的在线监测，可以为制定电能质量的治理措施和方案提供必要依据。因而在改善电能质量的过程中起着关键的作用。本文首先介绍了电能质量的概念、分类等基本内容，分析了国内外电能质量监测装置的发展现状，对电能质量的五个指标——电压偏差、频

2、率偏差、谐波、电压波动与闪变，三相电压不平衡度进行了阐述，并根据国家标准总结了各指标的测量原理及计算方法，为研制电能质量在线监铡装置提供了必要的理论基础。然后，本文通过对目前电能质量监测装置所采用的几种系统结构进行分析和比较，提出了一种基于ARM+DSP双处理器的新型结构方案。该结构充分发挥了两种处理器各自的特点，使装置具备了较高的整体性能。基于以上结构，本文采用了模块化设计思路，将装置分为电源模块、信号调理模块和主系统模块三个部分，并且依次对各模块进行了电路设计，着重介绍了信号调理电路以及ARM、DSP

3、两个子系统的具体实现。完成硬件设计后，本文分别对装置的ARM与DSP两子系统的软件开发进行了介绍。对于DSP子系统，主要介绍了DSP主程序的采样、算法处理、sPI通讯三个组成部分的设计，讨论了谐波分析和闪变测量的算法实现；对于ARM子系统，本文介绍了嵌入式Linux系统的构建，研究了装置相关驱动程序的开发，讨论了基于MiniGUI的人机界面设计和基于嵌入式SQLite的装置数据库实现。最后，本文对所研制的电能质量监测装置进行了性能测试．测试结果表明，本装置可对基本电量和电能质量指标进行高精度的测量，运行稳

4、定、可靠，达到了预期的设计要求。关键字：电能质量；在线监测；ARM；DSP．闪变测量；嵌入式Linux；MiniGUI；SQLiteABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnationaleconomy,peoplepaymoteattentiontothepowerenergywhichisaspecialkindofgoods．Inrecentdecades，duetotheapplicationofpowerelectronicdovic∞andnon-linearload

5、sinthepower鲥d’powerqualityhasgreatlydeclinedandtheoperationofthepowersystemandelectricalequipmenthasbeenaffected．Improvingpowerqualitybecomesamajorproblemtothepowercompany．Powerqualityon-linemonitoringcanproviden∞髑卿basisfordevelopingpowerqnatitytleatmentm

6、easnr醴andprogan塔，thusplaysakeyroleinthec0哪eofpowerqnaUtyimprovement．Thepaperfirstintroducestheconce以classificationandotherbosiocontentsofthepowerquality,analyzesthedevelopmentstatusofpowerqualitymonitoringdevicA％athomeandabroad．Afterthat,itexplainsthedefi

7、nitionsofthe5majorpowerqualityindices---voltagedeviation,f嘲u∞cydeviation,harmonics．voltagefIuc缸ad∞andflicker,three-phasevoltageunbalancefacto￡Thepaperalsosummarizesthemonitoringtheoriesandcalculatingmethodsoftheindicesbasedonnationalstandards，whichprovide

8、sn∞aksarytheoreticalbasisforthedevelopmentofpowerquaUtymonitoringdevico．Byanaly-匠ngandcomparingthesystem鲥由M=tI玎eofthepresentpowerqualitymonitoringdevices,thepaperproposes粗ARM+DSPbased$t[1lcttlmwhichCanexertthefeatme