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基于DSP的电能质量监测系统的研究

作　者: 占奇文
导　师: 刘爱国；武和雷
学　校: 南昌大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: DSP 电能质量硬件设计精度算法分析
分类号: TM933.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 167次
引　用: 3次
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内容摘要

随着电力系统自动化技术和计算机技术的发展,电能质量监测系统广泛地应用于电力、冶金、炼钢、电厂等众多用电领域,以监测负荷侧的电能质量,并保护一些对供电敏感的负载如电脑系统、通讯系统、医疗系统等,同时可以定位影响电网供电质量的用户,责令其整改。现有的监测系统功能不够全,特别是国外的监测系统价格昂贵。因此研究功能齐全、高性价比的电能质量监测系统具有很好的应用前景和市场价值。论文以电能质量监测系统为研究对象,采用高速数字信号处理器处理数据,分析电网技术指标,辅以PC机用数据库做后期处理及报表。主要完成了如下的工作:1、在查阅大量国内外科技文献的基础上,阐述了电能质量监测装置的研究背景、现实意义和发展现状,研析了电能质量的国家新标准和电能质量参数计算方法。2、设计了电能质量监测系统的硬件电路。采用了TI公司的浮点处理器TMS320F28335 DSP作为数据处理核心,具有很高的实时运算能力;采用六通道16位高速ADS8364作为数据采集转换模块,提高了系统采样速度和测量精度。整个系统设计包括前端信号放大电路模块、模拟数字转换模块、DSP最小系统模块和外围接口电路模块。3、CCS2集成开发环境下,编写了主要的电能质量参数的测试程序和部分接口程序。主要包括主程序、数据采集与数据处理流程、人机接口软件。4、在实验结果和实验数据分析方面,针对电能质量的主要参数进行了误差分析。实验结果证明符合国家标准。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 电能质量问题的背景及研究意义  8-10
  1.2 电能质量监测的目的和要求  10-12
  1.3 电能质量监测装置的研究现状及其发展趋势  12-16
    1.3.1 电能质量监测装置的研究现状  12-14
    1.3.2 电能质量监测技术的发展趋势  14-16
  1.4 论文的主要研究内容  16
  1.5 论文的组织与安排  16-18
第2章监测仪硬件电路总体设计  18-27
  2.1 总体设计与分析  18
  2.2 设计方案的比较与选择  18-25
    2.2.1 备选方案  18-20
    2.2.2 本系统设计方案  20-25
  2.3 本章小结  25-27
第3章电源模块设计  27-34
  3.1 开关电源模块  27-29
  3.2 5v电源转换模块  29
  3.3 3.3v和1.9v电源转换模块  29-30
  3.4 2.5v基准电压转换模块  30-31
  3.5 抗干扰电路和滤波电路设计  31-32
  3.6 本章小结  32-34
第4章模拟信号采集电路设计  34-44
  4.1 模拟电压、电流信号采集电路设计  35-37
    4.1.1 模拟电压信号采集电路设计  35-36
    4.1.2 模拟电流信号采集电路设计  36-37
  4.2 量程自动切换电路设计  37-41
    4.2.1 量程自动切换电路设计思路  37
    4.2.2 量程自动切换电路工作原理  37-39
    4.2.3 仿真结果分析  39-41
  4.3 A/D前置信号放大电路设计  41-42
  4.4 本章小结  42-44
第5章数字信号处理电路  44-65
  5.1 A/D电路  44-50
    5.1.1 采样定理  44-45
    5.1.2 量化误差的产生及其计算方法  45-47
    5.1.3 A/D选型  47-48
    5.1.4 A/D转换电路  48-50
  5.2 DSP系统设计  50-59
    5.2.1 器件选型  51-52
    5.2.2 数字信号处理系统模块  52-59
  5.3 键盘与显示电路  59-64
    5.3.1 键盘电路  59-60
    5.3.2 键盘工作原理  60-61
    5.3.3 液晶显示器电路  61-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章部分分析软件算法举例  65-79
  6.1 集成开发环境CCS简介  65-66
  6.2 软件功能模块设计  66-72
    6.2.1 主循环模块  67-68
    6.2.2 中断程序  68-69
    6.2.3 数据处理模块  69-71
    6.2.4 人机接口软件模块  71-72
  6.3 谐波分析和三相不平衡度计算方法  72-78
    6.3.1 谐波分析方法  72-76
    6.3.2 三相不平衡度计算  76-78
  6.4 本章小结  78-79
第7章实验结果与分析  79-83
  7.1 三相电能质量监测系统功能特点  79-80
  7.2 实验测试结果及其分析  80-83
第8章结论与展望  83-85
  8.1 结论  83
  8.2 进一步工作的方向  83-85
致谢  85-86
参考文献  86-89
附录  89-92
  附录A 数字电路PCB与实物图  89-90
  附录B 模拟电路PCB与实物图  90-91
  附录C 开关电源PCB与实物图  91-92
攻读学位期间的研究成果  92

基于DSP的电能质量监测系统的研究

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