文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
基于TMS320C5509的电能质量监测系统的研究与设计
姓名:丁洁
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:曾文海
20100420
摘要电能作为广泛使用的能源,其应用程度是一个和综合国力的主要标志之一。针对电能质量日益恶化而用电设备对电能质量的要求相对提高这一现状,建立完善的电能质量监测系统,设计高精度的电能质量分析装置,对整个电力系统的电能质量管理和改善都具有十分重要的意义。本文通过对目前国内外电能质量的调查与研究,依据国家标准和对电能质量监测方案的深入分析,完成了一种基于脑谙叩缒苤柿考嗖庀低车纳杓疲要工作包括电能质量监测系统的硬件系统的设计与调试、软件系统的开发与实现。首先,通过对目前电能质量监测现状和监测理论的探讨和分析,指出了在线监测的优越性。并在此基础上研究了电能质量各项参数的检测原理及其算法实现。其次,根据监测系统的设计要求,研究了电能质量监测系统设计的具体方案。将整个系统分为前端模拟电路和数字信号处理两个部分,设计实现了前端模拟部分的互感器电路模块、偏置电路模块、同步采样信号设计模块和疍转化电路模块四大模块。数字信号处理部分分为缏纺?椤⒋娲⒑屯ㄐ拍?榱酱竽?椤1疚详细阐述了系统各模块电路的组成原理和实现方法,给出了各个模块具体设计的原理图。最后,阐述了软件的总体设计思想,结合硬件电路,进行了软件模块的设计。详细论述了主程序模块、数据处理程序模块缒苤柿克惴ㄖ械牡缪剐巢ā三相不平衡度、功率和电压闪变的设计⒅卸戏癯绦蚰?楹腿嘶缑婺?榈纳计实现方法,并给出了软件设计的具体流程图。关键词:电能质量;际酰辉谙呒嗖猓籄/;唬簧帘涫只基于牡缒苤柿考嗖庀低车难芯俊甹设计
,籇;疍,,.,—琲琣—.,.琣,甌.,,猵琾:;·硕士学位论文疭;
:点的监测分析还有些滞后,因为我国缺少适用于这些场合的电能质量监测分析的长期以来,电能质量的概念和电力供应可靠性几乎是等同的。电力部门通常用电压、频率的合格率以及连续供电的年小时数来说明电力系统是否是安全可靠运行的。近年来,电力电子技术发展迅速,电力电子器件及电力电子设备应用越来越广泛,大量的非线性负荷、冲击性负荷的投入运行,使公用电网中产生了大量的谐波干扰、电压扰动、波动和闪变,电能质量不断恶化。同时,随着大量对电能质量要求敏感的控制设备、自动化设备广泛地应用于工农业生产及人们日常生活中,这不仅对电能质量提出了越来越高的要求,也赋予了电能质量新的含意。电能作为广泛使用的能源,其应用程度是一个和综合国力的重要标志之一。随着科学技术的创新和国民经济的发展,电能质量问题也逐渐引起了人们的重视,电力市场逐步形成,电能按质按量论价实行商业化运营交易已经是大势所趋。与此同时,随着用电需求增加,电能质量引发的纠纷和电网事故呈上升趋势,电能质量的监测管理和电力污染的治理工作变得越来越重要。电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点。电能质量监测是收集、分析并将原始测量数据解释为有用信息的过程。建立完善的电能质量监测系统,对整个电力系统的电能质量管理和改善都是十分重要的。目前我国电力行业改革,引入竞争机制,促使电厂重视电能质量;同时,由于科学技术的快速发展,工业自动化水平的提高,微处理器和拇罅坑τ茫得一些精细控制更容易受电能质量的影响,因此现代工业对电能质量提出了更高的要求【。然而面对如此巨大的电能质量监测市场,电力行业对电能质量监测与分析设备的选择余地却是非常有限的。在我国,发电厂和大型变电站对电能质量的监测与分析做了一些工作。但是对重要厂矿,商业区,居民住宅区等电网的非关键节便携仪表设备,使得电能现场测试很不方便。而国外同类产品的售价又普遍昂贵;我们研制的基于牡缒苤柿考嗖庀低呈钦攵晕夜缌π幸的壳懊媪俚南肿刺出的。’随着人们对用电要求的越来越高,电能质量污染所带来的危害日益凸显出来,硕二学位论文·
.缒苤柿考嗖獾哪康并呈现越来越严重的势态,给人们的生产和生活造成的损失也越来越大,基于此,我们有必要对电能质量各项指标进行有效的在线监测和研究,对现场电能质量问题的治理具有重要意义,同时对于保证电力系统运行的安全性、经济性和可靠性方面也具有重要的意义电网电能质量污染的危害和影响主要涉及三个方面,即电力系统本身、电力用户和相关行业等。缒苤柿课廴径缘缌ο低车奈:咚鹪黾印P巢ㄎ廴疽鹦巢ǖ缌髟谑涞缦呗飞系牧鞫郊幽芎模增加线损。线路的谐波阻抗随频率的升高而增加,并且因为集肤效应,也使其增加。淮卧诵猩璞甘倜档汀1热纾巢ǖ缌魇贡溲蛊鞯耐脑龃螅鸨压器振荡,谐波电压使变压器的磁滞及涡流损耗增加,使绝缘材料承受的电气应力增大。痰