基于DSP的电能质量检测仪的研制

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1、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文以数字信号处理器TMS320F2812为核心，研究了基于DSP的电能质量谐波检测仪，实现了数据的采集、处理及通信等功能，完成了电能质量检测仪的原理设计及实验装置的制作。硬件方面主要完成数据采集模块、数据处理模块、通信模块、人机交互模块四大模块的设计与制作，其中，数据采集电路部分是本文设计的重点。软件方面完成了A／D转换程序设计，编写了谐波、频率、相／线电压有效值、正序／负序／零序电压的实现代码，进行了LCD程序设计。最终，独立制作了一个电能质量检测装置

2、，对检测装置进行了硬件与软件的调试，得到了三相电压波形、谐波、相电压有效值、线电压有效值、频率等电能质量参数，并用这些参数验证了这个检测装置的可行性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。．学位论文作者签名：．≥狐V日期：201／．r．玎’西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要电能作为人们广泛使用的能源，

3、其应用程度是衡量一个国家发展水平和综合国力的重要标志之一。随着电力电子技术的不断发展，各种非线性负载在人们的生产和生活中得到广泛应用，这些负载的非线性使得电网的供电质量日益恶化。为保证电力系统安全稳定运行，迫切需要对电能质量的各种参数进行实时检测。论文对电能质量的基本概念、定义及相关的国家标准进行归纳整理，分析了电能质量参数检测技术的国内外研究现状与发展趋势，介绍了谐波的危害性和当前的谐波检测方法，并在国家标准的基础上，提出了系统的设计方案，并从硬件和软件两个方面来论述电能质量检测系统的研制。硬件方面，以TMS320F2812为核心，利用电

4、压传感器系列．VSM025A型、电流传感器系列CS040G、工业液晶显示器LR080AR／D完成了系统数据采集模块、数据处理模块、通信模块、人机交互模块的设计，并在此基础上实现了电能质量检测系统的原理设计及实验装置制作。硬件设计的重点在于数据采集部分，为了使采集的电压和电流的幅值能达到采样的范围，采用传感器和运算放大器组成的信号调理电路对其进行变换。软件方面，主要完成了系统的初始化设置、A／I)转换、FFT算法、数据分析及传输等方面的程序设计。其中，采用C语言来实现FFT算法，并做以下三个改进：旋转因子预存储、采用TMS320F2812的位

5、倒序寻址功能来实现位码的倒序排列和蝶形运算。把N点实数电网信号分成奇偶子序列，再拼成N／2点复数序列进行FFT运算，再用N／2点序列的运算结果按一定规律生成N点实数信号的FFT计算结果。以快速傅里叶变换、对称分量法等算法实现谐波、相电压与线电压有效值、频率、正序电压、负序电压、零序电压的计算。并通过编写液晶显示程序，实现测量数据的显示功能。在完成系统设计及实验装置制作的基础上，对整个系统进行了调试，得到如下电能质量参数：频谱、相电压有效值、线电压有效值、正序／负序／零序电压、频率、三相电压波形。实验测试结果表明，系统软件和硬件运行正确，能够

6、达到预期目的。关键词：电能质量：快速傅立叶变换；谐波分析；数字信号处理器西南交通大学硕士研究生学位论文第1f页AbstractElectricenergyiswildlyusedinpeople’Slife，itsapplicationhasbeenoneofthemostimportantsymbolsofnationaldevelopmentandcomprehensivenationpower．Withthedevelopmentofthepowerelectronicstechnology,kindsofnon．1incarload

7、saregreatlyapplied．Therefore，itgraduallydeterioratesthepowerqualityofelectricgrid．Topromotethesafeandstableoperationofthepowersystem，thereisallurgentneedforthemonitorofparametersofelectricpowerquality．Inthispaper,theconceptofpowerquality,somerelatednationalstandardsandthes

8、ituationofacademicresearchandindustrydevelopmentofpowerqualitymonitoringtechnologyhavebee