中频率高压计量系统的研究v1.6

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1、第一章绪论1.1课题的研究背景和意义1.2电能计量系统及其发展历程1.2.1电能计量原理1.2.2电能计量系统的发展1.2.3谐波作用下的电能计量标准1.3本文研究的主要内容第二章中频电源的谐波分析2.1谐波的基本概念和分析基础2.2中频电源的工作原理与结构2.36脉动整流器的谐波电流2.412脉动整流器的谐波电流2.5中频电源的仿真研究2.6本章小结第三章谐波对电能计量影响分析（合并到第二章）3.1谐波产生的原因3.2谐波对传统电能表的影响3.2.1感应式电能表的特性3.2.2谐波对传统电能表的影响分析3.3谐波对数字式电能表的影响3.3.1数字

2、电能表的结构3.3.2谐波对数字电能表的影响分析3.4谐波对电能计量影响的仿真实验3.4.1仿真工具的选择3.4.2谐波对电能计量影响实验模型3.4.3实验结果3.5本章小结第四章电能计量系统设计4.1系统的整体设计方案4.2采用专用的组合互感器4.3波形还原单元硬件设计4.3.1电流信号调理电路设计4.3.2电压信号调理电路设计4.3.3数据处理单元设计4.3.3.1数字信号处理器的选型和应用4.3.3.2外围电源电路设计4.3.4D/A芯片选型和应用4.4波形还原单元软件设计4.4.1主程序设计4.4.2数据采集模块子程序设计4.4.3数据处理

3、模块子程序设计4.5计量模块设计4.6本章小结第五章实验结果及其误差分析5.1实验条件和内容5.2实验数据5.3误差分析5.4本章小结第六章结论与展望3、通用技术数据Ø电压AC110VØ额定交流电流In：5A/1A；1.1交流回路过载能力Ø施加1.2In~2In装置可持续工作；Ø施加40In持续1s后无绝缘损坏。组合互感器多功能电能表1.中频率计量系统原理框图AA/D电压采集A/D电流采集CPU电压电流采集计算、D/A输出控制0~100V电压输出0~5A电流输出1、互感器：考虑到中频炉负荷波动非常大，采用暂态特性好且不容易饱和的磁芯做电流互感器，保

4、证输出波形不失真。2、波形还原单元：分离谐波分量并还原真实负荷情况，用于电能计量模块的计量输入。3、表：本装置采用后拔插的插件式结构，箱后接线，外型机械尺寸见附录A。本装置基本配置包括两个功能插件（CPU插件、出口插件）和一个MMI板（人机接口板），在此基础上用户还可根据需要选配一个计量插件。各插件基本功能如下：4.1波形还原单元CPU插件采用嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简捷高效的数据采集和处理系统，独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力。硬件具有两级看门狗保证系统在异常时能及时复位；完善的软硬件自检还能使系统在运

5、行时保证保护动作可靠性；用具有多重写闭锁功能的串行E2PROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改而且能够掉电保持；模数转换用于将二次交流信号隔离变换为小电流或小电压信号，经调整后输入到A/D；具有开关量输入/输出功能；与MMI板通过RS232口通讯，与上位管理机通过CAN通讯交换数据。CPU插件构成整个装置功能的核心。串行E2ROM看门狗及复位电路测频回路光电隔离MMI板RS232CAN光电隔离CAN总线RAM光电隔离光电隔离开关量输入开关量输出（带看门狗）时钟模拟量输入信号转换CPU插件工作原理：SPI。功能原理在下面各保护功能原理的介

6、绍中，相关定值项用斜体字表示，例如“一段定值”表示“一段定值”为定值整定项（参阅附录C定值整定表）。谐波监测三段过流判别各段各相逻辑一致（以一段A相过流保护为例），其动作条件如下：一段保护=1时间>一段延时跳闸出口Iap>一段定值跳闸信号1、电压变换时间>零流延时3I0>零流定值零序过流=1跳闸出口跳闸信号零序过流（不平衡电流保护）主要反应电容器组中电容器的内部击穿1、电流变换2、谐波计量