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分布式绝缘材料等级电网参数监测系统的设计
浏览: 发布日期:2017-09-03


本页文章链接: http://www.ming-hua.com/huanyangban/2017/0905/10507.html
摘要:介绍了分布式电网参数监测系统的结构以及下位机的硬件设计。给出了利用该系统实时检测电网三相电压、电流等运行参数以及通过DFT检测有功功率、无功功率和电网中电压、电流各类谐波分参量的测量原理,以及计算电网负载大小及非线性度的计算方法。关键词:分布式 电网 监测 DFT 1 引言为了保证电网的安全运行和了解电网运行的状况,需要对电网的各种运行参数(如三相电压、电流、有功功率、无功功率等)进行实时检测,以得到电网中电压、电流以及各类谐波成分的参量,计算出电网负载的大小及共非常性度,以便于进行无功补偿。在电网参数测量方面已经有了基本的测量算法,但目前在实际应用中,在测量方法或测量原理以及A/D转换器的选择等方面还有些欠缺,主要体现在以下方面:

   ●在测量方法上,通常采用直流采用,这种方法虽然简单,但测量精度会受到整流电路的影响。●在测量的关键部件之一——A/D转换器的选择上,通常多路公用一个A/D转换器,这样难以避免采用孔径时间以及器件的不同引起的误差。●在测量原理上,有些装置假设工频信号为理想的50Hz正弦波,这样就忽略了谐波信号的影响。本文介绍的监测系统可对交流信号进行实时采亲,并可测量和处理到16次谐波,利用TI公司最新推出的六路同时采样高速ADS7864可以对电力线的三相共六路信号进行同时采样,然后将现场数据处理后通过串行口传送到中心监控室的PC机上进行二次数据处理。

2 系统结构
该系统采用分布式计算机方式,下位机主要由单片机ATM89C52及可对六路同时采样的高速A/D转换器ADS7864构成,并用于完成现场的信号采样及数据处理;上位机是PC机,用于完成数据的二次处理;上位机与下位机的通信采RS-485标准,系统结构如图1所示。图中,G485A用来完成RS-232与RS-485的转换,而MAX3082则用来完成RS-485与TTL的转换。3 系统下位机的硬件结构该系统下位机的电路结构如图2所示。它主要包括电压电流信号的采样电路、滤波电路、信号调理电路、A/D转换电路、无功补偿的控制电路、串行接口电路以及单片机AT89C52等。3.1 滤波及信号调理电路系统中的滤波器选用MAX274,它可用作四阶低通波滤器。该滤波器的输出信号范围为-5V~+5V,而ADS7864的模拟输入信号范围为0~+5V,因此需要进行信号的调理。图3所示是其调理电路。3.2 快速6通道双12位A/D转换器ADS7864ADS7864是德州仪器(TI)Burr-Brown产品部最新推出的业务最快速的6通道全差分输入双12位A/D转换器。这种模数转换器能以500kHz的采样率同时进行六通道信号的采亲。ADS7864的六路输入通道可以分成三对,以分别用于电网的三相电压和三相电流的输入,并可将模拟信号转换成DSP或微处理器所需的数字信号。输入到片内六个采样-保持放大器的信号经过全差分可在ADC输入期间保持,以使其在50kHz时仍然提供高达80dB的良好模抑制比,这一点对高噪声时的输入噪声抑制可起到非常重要的作用。另外,ADS7864特有的并行接口能够与六个FIFO寄存器进行连接,从而可以更快速地捕获数据。


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