没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于ADE7758电力监测仪表设计.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 162 浏览量
2023-06-18
23:47:07
上传
评论
收藏 1.27MB DOC 举报
温馨提示
试读
31页
基于ADE7758电力监测仪表设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
0
基于 ADE7758 的电力监测仪表设计
二0一二年三月
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
1
降耗是现代工业进步的主要标志之一,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。
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NiosⅡ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。
2
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NiosⅡ软核处理器系统中,
根据设计文件NiosⅡ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。
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
3
输电线路和三相负载组成的,对称三相电源是由三个等幅、同频、初相相差
0
120
的正弦电源组成,其表达式如下:
)cos(2)( wtUtu
mA
�
)120cos(2)(
0
�� wtUtu
mB
(2-1)
)120cos(2)(
0
�� wtUtu
mc
相应的,可以得到三相的电流信号:
)cos(2)(
�
�� wtIti
mA
)120cos(2)(
0
���
�
wtIti
mB
(2-2)
)120cos(2)(
0
���
�
wtIti
mc
式中:
m
U
为电压有效值、
m
I
为电流有效值
�
为角频率
�
为电压、电流相位差
对称三相电路有星形(Y 形)和三角形(
�
形)两种接法。如下:
图 2-1 三相四线制 图 2-2 三相三线制
2.1.1. 线电压(电流)以及相电压(电流)的关系
对于对称星形电源、依次设其线电压为
AB
U
.
、
BC
U
.
、
CA
U
.
,相电压为
A
U
.
、
B
U
.
、
C
U
.
,(或
AN
U
.
、
BN
U
.
、
CN
U
.
),如图 2-1 所示,根据 KVL,有
AB
U
.
=
A
U
.
-
B
U
.
=(1-
2
a
)
A
U
.
=
3
A
U
.
0
30�
BC
U
.
=
B
U
.
-
C
U
.
=(1-
2
a
)
B
U
.
=
3
B
U
.
0
30�
4
CA
U
.
=
C
U
.
-
A
U
.
=(1-
2
a
)
C
U
.
=
3
C
U
.
0
30�
另有
AB
U
.
+
BC
U
.
+
CA
U
.
=0。对称的星形三相电源的线电压与相电压之间的关系,相
电压对称,线电压也一定依次对称,他是相电压的
3
倍,依次超前
A
U
.
、
B
U
.
、
C
U
.
相位
0
30
。
对于三角形电源如图 2-2 所示,有
AB
U
.
=
A
U
.
,
BC
U
.
=
B
U
.
,
CA
U
.
=
C
U
.
所以线电压等于相电压,相电压对称时,线电压也一定对称。
对称三相电源和三相负载中的线电流和相电流之间的关系叙述如下。
对于星形连接,线电流显然等于相电流,对三角形连接则不是如此。在三角
形负载中,设每相负载中的对称相电流分别为
''
BA
i
、
''
CB
i
、
''
AC
i
,3 个线电流依次
分别为
A
i
、
B
i
、
C
i
,根据 KCL,有
�
A
i
''
BA
i
-
''
AC
i
=(1-a)
''
BA
i
=
3
''
BA
i
0
30��
�
B
i
''
CB
i
-
''
BA
i
=(1-a)
''
CB
i
=
3
''
CB
i
0
30��
�
C
i
''
AC
i
-
''
CB
i
=(1-a)
''
AC
i
=
3
''
AC
i
0
30��
另有
0���
cBA
iii
。线电流与对称相电流之间的关系,相电流对称时,线电流也
一定对称,它是相电流的
3
倍,依次滞后
''
BA
i
、
''
CB
i
、
''
AC
i
的相位
0
30
。
2.2 有功功率的计算
2.2.1.单相平均功率的计算
设有电压信号
)cos(2)( wtUtu
m
�
,电流信号
)cos(2)(
�
�� wtIti
m
,
�
为
负载的阻抗角,随着负载的特性不同,
�
可大可小,可正可负。那么负载上的瞬
时功率为:
剩余30页未读,继续阅读
资源评论
老帽爬新坡
- 粉丝: 79
- 资源: 2万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功