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數(shù)字式電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的運用

作者: 時間:2010-04-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2.2測量精度

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195463.htm

電壓測量:±0.2
電流測量:±0.2
電壓不平衡度測量誤差:≤0.2
電流不平衡度測量誤差:≤1
頻率測量:47~53hz,精度為±0.01hz(50hz)
信號轉(zhuǎn)換精度:14bit
采樣頻率:8khz/通道
3監(jiān)測終端軟/硬件構(gòu)成
監(jiān)測終端的硬件由ta/tv及信號預(yù)處理、dsp處理器、pc104工控機(jī)、pc104與dsp并行通訊isa總線并行擴(kuò)展、調(diào)制解調(diào)器、lcd顯示器(vga單色帶背光)、網(wǎng)絡(luò)適配器、電源等構(gòu)成。
監(jiān)測終端的軟件由dsp軟件和pc104軟件構(gòu)成。
3.1dsp軟件
3.1.1dsp原理
監(jiān)測終端采用ti公司的320c2xx系列的tms320f240芯片,考慮到該芯片內(nèi)部存儲容量有限,在dsp部分?jǐn)U展了高速sram和eeprom。系統(tǒng)最終設(shè)計需要在每個工頻周期內(nèi)采集1024個點(6路同采),需要進(jìn)行1024點的6路基2fft變換計算,并傳送至pc104處理單元,這樣就需要較快的時鐘頻率,在本裝置中dsp的內(nèi)部時鐘近40mhz。
在dsp處理部分外擴(kuò)了快速的14bit高精度ad變換器,該ad變換器可以進(jìn)行6路同時采樣,為準(zhǔn)確計算有功、無功功率、正/負(fù)序提供了保證。
3.1.2dsp的構(gòu)成與功能
a.數(shù)據(jù)采集部分,包括頻率的采樣與計算,ad變換器的6路同時采樣。
b.數(shù)據(jù)處理,將采集的數(shù)據(jù)變換格式。
c.fft變換計算。
d.數(shù)據(jù)傳送,將dsp的數(shù)據(jù)傳輸至pc104。
3.1.3輸入和運算
輸入三相電壓、電流,測頻率,1024或512點ad轉(zhuǎn)換(其中ad采用雙6路同采高速ad變換器),經(jīng)fft變換,計算方均根值后,上傳數(shù)據(jù)。根據(jù)需要,在數(shù)據(jù)傳送時,只傳輸31或61次諧波或更高次諧波。
進(jìn)行fft運算,每0.5s取31次(或61次)諧波,每3s取6次計算方均根值,公式為:

式中uhk――3s內(nèi)第k次測得的h次諧波方均根值。
3.1.4數(shù)據(jù)傳送
按每0.5s上位機(jī)給定的脈沖,每3s上傳一次數(shù)據(jù)。以31次諧波為例,每組數(shù)據(jù)如下。
a.頻率f。
各次諧波分為實部、虛部,以ua的相位為基準(zhǔn)相位。
3.2pc104部分
pc104工控板采用了集成度較高的pcm-3336板,該板帶有軟盤和硬盤接口,可以直接驅(qū)動320×240的lcd單色顯示器,2路rs232c串行接口,1路打印機(jī)并行接口,可以直接帶鍵盤和普通顯示器。該板的bio設(shè)計可以連接高達(dá)15g的硬盤,為方便使用并確??煽啃?,硬盤采用電子盤或筆記本硬盤。
工控板有watch-dog功能,工作不正常時,自動復(fù)位。
pc104板負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲、顯示,電能質(zhì)量監(jiān)測終端與中心站之間的通訊連接及數(shù)據(jù)傳輸,形成變電站報表。向dsp發(fā)0.5s脈沖,收集dsp數(shù)據(jù)。
3.2.1pc104的軟件構(gòu)成
a.計算處理各種數(shù)據(jù),包括電壓、電流、有功、無功、正負(fù)序、電壓不平衡度、電壓合格率、諧波含有率等。
b.以圖形方式在lcd上顯示電壓、電流基波及各次諧波的幅值、相角,電壓、電流的矢量圖,電壓電流波形。
c.通訊傳輸功能,包括與dsp的通訊、與modem的通訊和網(wǎng)絡(luò)通訊。
d.參數(shù)輸入,包括電壓電流變比、電壓上下限、諧波含有率的超限設(shè)置等。
3.2.2接收dsp數(shù)據(jù)
從dsp接收的數(shù)據(jù)為暫存數(shù)據(jù),有頻率、三相電壓、三相電流及對應(yīng)的正負(fù)零序分量及各次諧波分量(分實部、虛部,共2×3×64個數(shù)據(jù))。
3.2.3諧波與不平衡度指標(biāo)的計算
諧波與不平衡度相關(guān)指標(biāo)的計算依據(jù)gb/t14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》、gb/t15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》的規(guī)定,具體公式如下。



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