基于dsp的煤矿井下电能质量在线监测

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1、基于DSP的煤矿井下电能质量在线监测谢长波　张领中　胡超（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001）【摘要】电能质量监测在现代电力系统中越来越重要,本文介绍一种基于DSP的井下电能质量在线监测系统的设计方案。利用TMS320F2812DSP和高精度数据采集芯片AD73360完成对现场电信号的同步采集和分析，实现了对电能质量稳态指标的在线检测，具有很好的人机交互界面，在线为用户远程提供数据并可以记录较长时间的历史数据。该系统满足实时在线监测电能质量的各种指标。.jyqkA，有0.1%级的精度，即变比为2mA：2mA，工作温度在-35℃~+60℃。电流互感器为霍远

2、公司的HCT206-AF互感器，它的最大输入电流为20A，最大输出电流为10ｍＡ，有0.1%级的精度，即变比为５Ａ：２.５mA，工作温度在-35℃~+60℃。电流互感器的使用方法和电压互感器的使用方法相似。2.2AD采样芯片的选择在电量采集过程中，由于存在谐波等干扰因素，因此如何准确、快速的采集电力系统中的各个模拟量一直是电力系统研究中的热点。电力系统中经常需要测量多路电压及电流信号，当电网频率变化时，必须采用同步技术才能保证采样计算的精度。本文采用美国AD公司的AD73360型AD变换器及美国TI公司推出的2000系列DSPTMS320F2812很好地实现了高速同步采样

3、，并且实现电力参数在时域的计算。AD73360使用六线工业标准同步串行接口与CPU接口，由于接口信号线的数目只有6条，所以这样不仅节约了印制板的面积，而且也有效的减小了电磁干扰，从而使得系统运行更加稳定。TMS320LF2407支持6线工业标准同步串行接口，所以AD73360与DSP经过及其简洁的连接后即可实现高速同步交流采样，另外，由于AD73360具有6个同时采样的的模拟量输入通道，所以特别适合于三相制电力运行参数测控类应用系统。2.3DSP数据采集与处理电路DSP主要作为计算各项电能质量参数的平台，采用TMS320F2812作为主芯片，它是美国TI公司推出的顶点32

4、位DSP芯片，主频最高可达150MHz，处理性能可达150MIPS，每条指令周期6.67ns，能和好地满足实时性需求。在DSP中主要完成电信号的采集、各个监测量的计算。三相电压、三相电流分别经过电压、电流互感器变换，在经过电阻取样和电容滤波变换为适合采集的交流信号，然后以差分方式输入AD转换芯片AD73360内进行采样转换，最后AD通过DSP的McBSP接口将采样数据送给DSP做相关数字信号处理。AD73660与F2812的硬件接口电路如图所示。3系统软件设计DSP是整个系统的核心，系统的功能都是由这个核心部分来完成的。整个系统的软件主要由以下几个部分构成：系统初始化、数

5、据采集、数据处理、液晶显示、参数远程传输等。所需要完成的任务是正确的控制AD采样并对采样结果进行傅里叶变换，计算电网参数，把参数正确地显示在LCD上，统计参数并保存整点数据，实现与上位机的正常通讯。系统程序流程图如图3所示，本系统是基于DSP的井下电能质量在线监控，其主要监测的指标有：三相电压、三相电流不平衡度、各次谐波电压、电压波动及闪变等。同时系统有LCD及键盘的人机交互界面，SD卡的数据存储等功能。4总结本文设计立足于煤矿井下电能质量的特殊性，以DSP为整个系统的核心，研制出了一套功能完备的井下电能质量实时在线监测系统，系统设计方案稳定可靠，系统性能稳定。而且具有很

6、好的人机交互界面，提供了以太网接口，可供用户实时读取监测数据，同时，用户可以很方便的通过以太网接口对监测时的阀值等信息进行设定，很好的满足了现代电能监测系统网络化、实时性的要求。.jyqkS320F2812原理与开发[M].北京:机械工业出版社,2005.［３］李洪池.基于DSP的电能质量监测系统的设计与实现[D].江苏大学,2010.［４］舒双宝,罗家融,王勤湧,等.基于DSP和ARM便携式电能质量监测系统的设计与实现[J].电力系统保护与控制,2010,38(24):185-189.［５］肖湘宁.电能质量分析与控制[M].北京:中国电力出版社,2004.［责任编辑：汤

7、静］