基于主从式双CPU结构的电能质量监测仪的研制

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1、摘要随着电力系统中各种非线性负荷的增加，系统电压和电流发生畸变，电能质量阀题屋盏突密。零文在介绍了电能质量润题的标准、分类、危害和原因的基础之上，指出了对电能质量进行有效监测的必要性和紧迫性。传统的电量仪表无法准确、实时地测量电能质量。本课题研制的电能质量监测仪以≤}正弦条{牛下的电参爨{匦

2、

3、量理论为依据，逶过对惫压电滤遴霉亍实时采样后进行FFT遥算得到电压电流的各次谐波分量。该监测仪集多种电参量计算功能于一体：电压鬯漉有效焦、谐波豌变率、功率因数、有功功率、无功功率帮肖功电量累加等计算。电能质匿监测仪采用主从式双cPU结构。从机系统由电源、传

4、感器、A／D转换、锁相环、看门狗和数字信号处理器(DsP)组成。该子系统主要完成电压电流实时采集、FFT运算、电参景计算等工作：主机系统由液晶、键盘、非易失性存镶器、实时时钟和5l单片杌组成，该子系统主要完成键盘查询、液晶显示等工作。主机和从机之间通过异步串口进行数据传送。目前实验调试缮采表明，电能质薰监测仪的电源纹波很小、传感器传送电压电流无失真、锁相环能够实时跟踪电网频率、从机系统的电参量计算准确无误、串口通讯正常。这在一定程度上验证了设计的有效性和正确性。【关键词】：电能质纛快速傅立叶交换非正弦功率理论数字信号处理器AbstractAlon

5、gwiththeincrememofdifrerentkindsofnonlinearloadsinthepowersystem，meVoltageaIldcurrent2ureaberrantandtlleproblemofpowerqualityisbecomingmoreaIldmoreserious．A&rin们ducingthestaIldard，class，harnl，causeofpowerquali吼tllisp印erpoinsouttllepressingneedtoe丑’ectiVelydetectthepo、Ⅳerquali

6、吼Thetraditionalelectricmeterscallnotmeasuretllepowerqual幻nicetyaIldreal-timely．Thepowerquali够detectorunderdevelopmentinthetaskisbasedonmetheoryofmeasurementforelectricparametersinthenon．sinusoidalcircuit．ARert11ereal—times锄plingofVoltageandcurrem，thedeVicecarriestheFFTprocess

7、andgetseachharmollics．Thedetectorhasintegratedmulti．凡mionsofcalculatingelectricpar锄eters，suchasRMSofVoltageandcun．ent，THD，powerfactor，activepower，passivepowerandactiveenergyandsoon．Thepowerqual埘detectorhaSdouble-CPUsoftllemaster．slaves仃ucture．111eslaVesystemisfonnedwithapower

8、supply，sensors，aA／D，aphaSelocked100p(PLL)，awatch-dogandadigitalsignalprocessor(DSP)．7I’llissub—systemhelpstocarryreal-times锄pling，FFToperationa11delectricpar锄eterscalculation．ThemastersystemfomedwimaLCD，akeyboard，nov．RAM，areal。timeclockaIldacommon51singlechip．Thissub—system’s

9、taskistoiIetectthekeyboard，tocontrolmeLCDa11dsoon．Data行omslavetomaSteristransmittedviaserialcomml】nica“on．AtpresentthedebuggingresunoftlledevicehasshowedmatthepowersupplyisVer)，small，thecalculationresultofslaVesystemsensors，PLLandCOMpoIrtworkwell．ToaceIrtainextent，ithascorrec

10、tnessandValidityofmedesign．rippleoftheisgood，theverifiedtheKeyword：P