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《通用交流电量数据采集分析系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、电信学院毕业设计任务书题目通用交流电量采集分析系统的设计学生姓名班级学号题目类型指导教师王晓兰系主任王晓兰一、毕业设计的技术背景和设计依据: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和用户的关注。电力参数能够反映电网供电品质的高低，对其进行准确、快速的测彊对于实现电网调度自动化、保证电网安全与经济运行具有十分重要的意义。目丽,在交流电参量测量系统中，普遍采用数字方法处理模拟信号。电力参数作为典型的交流信号，其测量方法分为直流采样法和交流采样法。H前电网中的谐波污染口益严重，电网电压、电流波
2、形发生畸变,而电网频率并不是固定不变，是在50Hz附近波动，传统的宜流采样算法已不能满足需求。交流采样实时性好、相位失真小，虽然算法复杂,但采用高精度ADC和高性能CPU作为基础，同时充分考虑谐波的实吋监测与分析，可以保证测量电力参数的快速性和准确性。基本原理：考虑到传统的电压互感器/电流互感器（PT/）只能工作在特定频率50Hz/60Hz下,在短故障时存在磁路饱和现象fl冇相移，木系统采测屋精度高、线性度好、相移小、响应快、可测频率范围宽的霍耳电压传感器和霍耳电流传感器获取模拟信号。通过雀耳电压/电流传
3、感器分别采集交流电压、电流的瞬时值，将其转化得到的弱电信号经信号调理电路、模拟滤波电路送入高精度ADC,将模拟信号转换为数字信号，并送入CPU屮进行数据运算和分析，最示完成数据的实时显示和远程传输。系统构成如图1。S-电图1系统图系统通过硬件同步电路,实现采样频率fs对工频f的在线口动跟踪。具体电路设计结构是：首先由一个高Q模拟低通滤波器和一个高通无源滤波器来提取一路基波信号，送入过零滞冋比较器并经高速光耦（隔离，实现将输入为5V的正弦波信号转换成频率相同的0-5V方波信号，然后送到锁札I环倍频电路和整形
4、电路,最终输岀信号即作为ADC的同步采样信号。本系统具有USB通信接口，采集数据送入上位PC机的基于LabViow的分析系统，实现电压、电流实时波形的显示，电压、电流有效值的计算，电压、电流相位差的计算，电压、电流失真度分析、谐波特性分析，、有功功率、无功功率计算等功能。木系统设冇开关量输入、开关虽输出电路，蜂鸣器和LED指示灯，完成控制、故障报警、故障信息指示以及保护等功能。本设计以一台三相交流异步电动机为监测对象，电动机由接触器控制直接启动运行或者通过变频器控制运行。将测量结果可与万用表测到的结果相比
5、较，针对测量结果存在的误差对系统误差给出定性分析。二、毕业设计的主要内容、功能及技术指标本设计依据上述原理，完成交流电量数据采集分析系统的设计。主要技术指标：1.被监测的电动机参数为:Pe=3kW,Uie=380V,功率因数为0.&效率为91.5%。2.电压、电流测量精度为0.5%。3.测量系统山下位数据采集和上位LabView分析两部分构成，下位采集数据通过USB接口实时送入上位机。4•测量系统由市电供电。三、毕业设计的任务1.设计满足上述要求的系统实现方案；2.选择合适霍耳电压/电流传感器；4.设计传
6、感器输出信号的处理电路；5.设计硬件同步电路，实现家轮流交流最同步采样；6.设计实现上述要求的系统硬件和软件；7.完成系统中元器件参数的计算及选择；9.完成部分软、硬件的调试。四、毕业设计提交的成果1.完成设计说明书一份（不少于80页，约3万字左右），含中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）及主要参考文献（不少于10篇/册，其中外文资料不少于2篇，文献和资料名称要用规范形式给出）；2.完成控制部分硬件线路图纸1张（1#或2#图纸）；3.完成系统软件流程图1张（1#或2#图纸）；4.完成相关外文
7、文献阅读和翻译不少于5000字；5.论文简介一份。五、毕业设计的主要参考文献和技术资料LH.何立民.MCS-51系列单片机系统配置与接口技术[M].笫一版.北京航空航天大学出版社,1997:421-462.[2].李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].第一版.北京:北京航空航天人学出版社,1993:123-252.[3].涂时亮•单片微机控制技术，复旦大学出版社,1996.L4J.施良驹.集成电路集锦，电子工业出版社,1988.L5J.何立民.单片机应用技术选编（笫五册）北京：北京航空航天大学岀
8、版社，2000.16].马然，马耀卿.基于ARM的交流电量数据采集系统的研制，电气传动2010,40（10）:61-64.[7].毛晓波，赵文丽，黄俊杰.交流釆样技术及其DSP实现方法[J].测控口动化，2005,21（2）:54-55.[8].夏勇，李长凯.基于虚拟仪器的交流电最数据采集，电气时代,2006年第9期:72・75.[7].AtmelInc..ChipSetSolutionforWatt-HourMetersDa
