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电力系统交流电量采集器的设计

作　者: 徐冰
导　师: 李清泉
学　校: 山东大学
专　业: 电气工程
关键词: 单片机交流采样滤波器抗干扰
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 46次
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内容摘要

随着电力事业的飞速发展,特别是电力走向市场，电力的发输配各个环节的自动化要求也越来越高。电力参数的测量也由模拟的方法日趋向数字的方法转化。本设计主要介绍了交流电量采集器的基本工作原理以及其各部分的基本功能。交流采样是指交流信号经过低通滤波除去电网的高频分量,遵循采样定理,通过时间离散化得到离散序列完成采样过程。采样定理指出采样时必须遵循的基本原则,即采样频率必须大于两倍的被测信号频率的时候才能将被测信号唯一的还原回去。交流电量采集器是指对交流信号进行滤波,放大,采样等一系列电路以后,通过A/D转换,把模拟信号转化为数字信号,并存放在数据存储器RAM中的装置,它的基本功能就是把采集得到的电压,电流数据传送到计算机,由计算机对数据进行处理,求出所需要的运行参数。该设计的优点是结构简单,抗干扰能力强。实践证明：采用交流采样方法进行数据采集,通过运算后获得的电压、电流、功率、功率因数等电力参数有着较好的精确度和稳定度。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
1.绪论  8-11
  1.1 交流电量采集在电力系统中的作用  8
  1.2 数据的采集与转换的应用问题  8-10
    1.2.1 系统的采集速度  8-9
    1.2.2 孔径误差  9
    1.2.3 系统通过率  9
    1.2.4 模/数转换精度  9
    1.2.5 模/数转换时间与转换速率  9-10
  1.3 交流电量采集的现状  10
  1.4 本论文的任务  10-11
2.单片机及外围扩展电路设计  11-20
  2.1 程序存储器的扩展  12-15
    2.1.1 MCS-51单片机程序存储器扩展概述  12
    2.1.2 程序存储器的扩展方法  12-14
    2.1.3 地址译码器  14-15
  2.2 数据存储器的扩展  15-16
  2.3 单片机I/O口的扩展  16-17
    2.3.1 I/O口扩展性能  16-17
    2.3.2 I/O扩展方法  17
  2.4 单片机的键盘接口电路  17-18
  2.5 液晶显示模块及其接口  18-20
3.交流电量采集器前向通道的设计  20-41
  3.1 前向通道的内容和结构特点  20-26
    3.1.1 前向通道的定义  20-21
    3.1.2 前向通道的特点  21-22
    3.1.3 前向通道的结构类型  22-24
    3.1.4 前向通道设计中应考虑的问题  24-26
  3.2 A/D转换器  26-30
    3.2.1 A/D转换器的技术指标  26-27
    3.2.2 A/D转换器的选择要点  27-29
    3.2.3 本设计采用的ADC0801  29-30
  3.3 互感器  30-32
    3.3.1 变换电压的电压互感器PT[15][16]  31
    3.3.2 变换电流信号互感器CT  31-32
  3.4 放大电路的选择  32-34
  3.5 带通滤波器的设计  34-36
  3.6 采样保持器的选择  36-39
  3.7 模拟信号的多路输入  39-41
4.软件设计  41-47
  4.1 系统定义  41
  4.2 软件结构设计  41-42
  4.3 系统的调试  42-47
    4.3.1 硬件的调试  42-45
    4.3.2 软件的调试  45
    4.3.3 系统联试  45-47
5.单片机应用系统中的抗干扰设计  47-53
  5.1 硬件抗干扰技术  47-51
    5.1.1 无源滤波器  47-48
    5.1.2 有源滤波器  48
    5.1.3 去耦电路  48-49
    5.1.4 隔离技术  49-50
    5.1.5 接地技术  50-51
  5.2 软件抗干扰技术  51-53
    5.2.1 指令冗余技术  51
    5.2.2 软件陷阱  51-52
    5.2.3 程序运行监视系统  52-53
6.结论  53-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
附件  59

电力系统交流电量采集器的设计

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