电力监测仪表毕业设计

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1、 0 毕业设计（论文） 基于 ADE7758 的电力监测仪表设计 学生姓名： 学生学号： 院（系） ： 电气信息工程学院 年级专业： 级电气工程与自动化 指导教师： 讲师 二一二年三月 1 第一章 绪论 1.1课题的背景和意义 电力是人们日常生活和工业生产中的主要能源，在现代社会中起着非常重 要的作用。随着我国电力市场的逐步建立和完善，电力系统越来越复杂，在电力 系统中，特别是中低压配电系统中，大量非线性、冲击性负荷的使用，给电力系 统的电能计量带来了前所未有的挑战。工业的发展、科技的进步，电力工业向大 容量方向发展，企业生产技术管理对工业电能准确计量不断提出新的要求，节能 降耗是现代工业进步

2、的主要标志之一，提高电能有效利用率，对电能质量进行综 合监测与治理，已成为迫切需要解决的问题 1。要实现对电能质量的综合治理， 就必须实现有功功率的在线分析与实时监测，以了解电能的有效利用水平。这有 利于及时发现电网上的电能质量问题，便于“早发现、早治理”，为电网创造一 个良好的环境。 作为电力管理系统组成部分的电力监控仪表就起着越来越重要的 作用。 有功功率是反映电网安全稳定运行状况的一个基本状态变量, 许多电网的 控制装置都要求快速而准确地测量有功功率, 特别是当电网受到扰动时. 有功 功率的大小直接反映了了发电机转子上的不平衡转矩, 也反映了系统中各个发 电机转子之间的相对运动. 尽快测

3、出扰动过程中的有功功率, 可以判断发电机 在电网受到扰动时能否继续保持同步运行, 以便采取相应的安全稳定控制措施, 提高系统抗干扰的能力.传统的测量有功功率的方法是使用各种原理的功率变送 器, 基本原理是作电压与电流的乘积经过滤波来测量有功功率, 其滤波电路复 杂, 且时间常数较大, 往往难于满足在故障过程中对测量快速性的要 求.ADE7758的应用使得用数字信号进行有功功率的实时计算成为可能, 实时计 算不仅可以测量有功功率而且加快了响应速度.因此， 针对不同领域的电力系统， 研制一种高精度的电力监测装置就具有非常重大的意义。 1.2 国内外发展状况 在过去的一个世纪里，源于科研、工农业生产

4、的需求，电测量理论以及仪表 技术不断发展，电力仪表和普通仪表一样，发展经历了三个阶段 2： 第一代是指针式仪表，如模拟万用表、电压表、电流表，这些仪表的基本结 构是电磁式、电动式、感应式、静电式等，它的原理简单、坚固耐用、容易生产、 成本低，但由于这类仪表本身机械结构和电磁结构的不稳定性和复杂性，一般精 度较低，反应慢，应用场合有一定的局限性。 第二代是数字式仪表， 这类仪表的基本原理是将被测量模拟信号通过转变为 数字信号， 进行计算并以数字形式显示出来。 如数字式万用表、 数字式频率计等。 这类仪器同指针式仪器相比较精度有了很大的提高、测量结果直观。而且数字信 号便于远距离传输，所以数字式仪

5、表也适于遥测、遥控。 第三代是智能仪器。所谓智能仪器，一般指含有微处理器的仪器，通过微处 理器来控制数据的采集，并对数据进行处理。因此能够用软件的方法实现信息的 采集、处理和存储，大大简化了仪器的整体结构。这类仪表不仅精度高，功能强 大，而且能适应各种复杂的环境。电子技术和计算机技术的高速发展是电力仪表 迅速进步、日益成熟的主要技术支撑。 2 1.3 课题研究的目标及任务 在设计时，主要完成了下列工作： 1确定设计指标与设计方法 查阅了大量的国内外有关电参数测量仪器方面的文献资料，并结合有功功 率测量和ADE7758电能芯片的原理，对所要做的工作有理论上的知识积累和系统 的掌握。根据目前电参数

6、测量仪表的发展趋势和现有的设计条件，提出有功功率 电参数测量模块的整体方案和技术要求。 2电参数测量模块的系统硬、软件设计 根据技术需求。使用Nios软核处理器系统实现要求的设计功能，编写 ADE7758的数据读写模块及初始化模块软件。 3软、硬件的联合调试 对C程序进行编译， 检查错误， 然后下载设计文件到Nios软核处理器系统中， 根据设计文件Nios内部将形成对应的硬件电路，然后进行软硬件联合调试。 4模拟调试 在完成软、硬件的联合调试后，利用高精度信号发生源作为输入信号进行本 模块的系统调试及校准，并得到相关数据。 3 第二章 有功功率计算算法 本章将对本课题中要计算的电力参量的计算算法做详细介绍。包括相电压、 相电流、线电压、线电流，三相三线制网络和三相四线制网络的有功功率和功率 因数。 2.1三相电路的介绍 3 在电力系统中，供电方式都采用三相制。三相电力系统是由三相电源、三相 输电线路和三相负载组成的，对称三相电源是由