浅谈便携式电力参数测量仪的研制

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1、总第47卷第540期电测与仪表Vo1．47No．5402010年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec．2010便携式电力参数测量仪的研制熊俊俏，周泉，熊友达，欧子瑜(武汉工程大学电气信息学院，武汉430073)摘要：以NIOSII为内核，采用FPGA技术设计了便携式电力参数测量仪，以AD7656实现3路电压和3路电流的l6位同步采样，并通过T盯LCD实现了实时波形显示、电压、电流、相位、功率等参数的测量与显示，以及电力谐波分析，具有实时性好，运算速度快，精度高，灵活性好，系统扩展能力强等特点。

2、关键字：谐波分析；同步采样；实时显示中图分类号：TP368．1，TM930．9文献标识符：B文章编号：1001—1390(2010)12—0046—03DevelopmentofPortablePowerParameterMeasurementInstrumentXIONGJun—qiao，ZHOUQuart，XIONGYou-da，OUZhi—yu(CollegeofElectricalandElectronicEngineering，WuhanInstituteofTechnology，Wuhan430073，China)Abstract：

3、AportablepowerparameterelectricalmeasurementdeviceisdesignedwithFPGAtechnologyandNIOSIIasthecore，itutilizedAD7656deviceandacquired16-bitsimultaneoussamplingwiththreechannelsforvoltagesignalsandthreechannelsforcurrentsignals．Anditcanshowreal-timewaveformandpowerparameterwithT

4、丌LCD，asvoltage，current，phase，powerparameters．Simuhaneously，powerharmonicwasanalyzedtoo．thesystemhasmanyadvantageswithstrongreal—time，highspeed，highprecision，goodflexibilityandcapabilityofsystemexpansionandSOon．Keywords：harmonicanalyzer，synchronoussampling，real—timedisplay0引言

5、统的特点，选用AD7656实现6路同步数据采集181，数据随着大功率晶闸管、开关电源、电机等非线性负精度为16位，其系统结构如图l所示。载在电力系统中应用越来越多，其产生的高次谐波对图1中，三相电压、电流通过电压互感器和电流互电网干扰严重。因此，必须对电网参数进行实时测量、感器转化为小信号，通过前置放大与低通滤波，滤波监控，以便提高电网供电质量。目前，相关的研究工作器为截止频率3．2kHz(50次谐波处)的椭圆低通滤波主要集中在谐波分析，采用的硬件平台有单片机系器，得到的六路信号通过同步采样和模数转换，进行统、DSP系统和LabView技术等，

6、随着研究的深入，采数字化处理。处理器为NIOSII，起协调控制作用，相用的技术从FfTr、小波分析到神经网络技术应用等，关接口采用IP核，如将外置50MHz配置为工作时钟算法越来越复杂，也要求硬件平台具有较高的运行速100MHzPLL核，FFT核、SDRAM和Flash控制器IP核均度。针对便携式电力仪表，本文提出采用基于NIOSII由Altera提供，而TLCD控制器、ADC控制器和DPLL内核的FPGA实现相关功能_7l，以硬件模块完成部分功核为自主设计。由于Altera提供的PLLIP核工作频率能，提高系统运行速度，适合不同算法实现，具有

7、上述较高，不适合低频工作，本系统将一路电压信号进行系统不可比拟的优势。迟滞比较后得到的方波，作为测频输人，同时进行2561系统硬件设计倍频，提供自适应的同步采样信号，使每个周期的均系统控制器采用Ahera公司的CycloneIII匀采样，减小频谱泄漏。EP3C16F484C6FPGA芯片，内部包含15408逻辑单系统选用环氧灌封电流型电压互感器和开合式元，选用NiosII软核作为嵌人式处理器，配置8M的电流互感器，线性度优于0．2％，直接焊接在电路板，全SDRAM和4MFlashRAM，可构成数据宽度为32位，工封闭。图1中，AD7656是AD

8、I公司的一款高性能ADc，作时钟频率达到150MHz的处理器系统。根据电力系可实现6通道16bit逐次逼近(SAR)采样，每个通道最高——46——总第