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電力參數(shù)簡(jiǎn)易檢測(cè)儀設(shè)計(jì)方案-wenkub

2023-05-10 13:37:19 本頁(yè)面
 

【正文】 進(jìn)行有功,無(wú)功和視在電能計(jì)量以及有效值計(jì)量所需的信號(hào)處理元件,在 1000:l %,提供有功、無(wú)功及視在電能、電壓、電流有效值及波形采樣等數(shù)據(jù);三相三線/三相四線兼容。:電能計(jì)算芯片抗混疊濾波單片機(jī)工頻電信號(hào)電壓互感器顯示電流互感器 系統(tǒng)總體框圖第2章 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)經(jīng)綜合分析選用單片機(jī)AT89C52適合。方案二直接用芯片計(jì)算,不需要耗費(fèi)時(shí)間,而且芯片價(jià)格比較便宜。經(jīng)上述比較,方案二明顯優(yōu)于方案一,故本文選用方案二,采用電壓互感器作為電壓變換電路。利用單片機(jī)的控制運(yùn)算功能,以軟件代替硬件電路用軟件計(jì)算分析出各種有效值,使硬件電路大大簡(jiǎn)化。而這些功能的實(shí)現(xiàn)就必須采用以單片機(jī)為核心的多功能智能化儀器。第1章 課程設(shè)計(jì)的方案論證 概述目前,工廠在檢修前后及運(yùn)行過(guò)程中,經(jīng)常使用較高等級(jí)的單元儀表,測(cè)量電壓、電流、功率、頻率、相位等電參數(shù),以便累積有關(guān)用電設(shè)備的狀態(tài)的信息。要實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的綜合治理,就必須實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的在線分析與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以了解電能質(zhì)量的水平。電力參數(shù)簡(jiǎn)易檢測(cè)儀設(shè)計(jì)方案隨著電力的迅速發(fā)展和用戶(hù)對(duì)用電管理水平要求的不斷提高,電力系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。作為電力管理系統(tǒng)組成部分的電參數(shù)測(cè)試儀也起著越來(lái)越重要的作用,然而傳統(tǒng)的電參數(shù)測(cè)試儀的功能單一,若要測(cè)量多種電參數(shù),則需要多個(gè)單項(xiàng)儀器,這一方面造成設(shè)備的浪費(fèi),另一方面同步測(cè)量難以保證,給測(cè)試和分析帶來(lái)了困難。但是,采用單元儀表進(jìn)行多種電參數(shù)的測(cè)量,存在以下問(wèn)題:一是攜帶不便;二是操作不便;三是測(cè)量精度不滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)要求;四是不便于管理測(cè)試數(shù)據(jù)。本文介紹了基于單片機(jī)的工頻交流電參數(shù)多用表的設(shè)計(jì)過(guò)程,它可同時(shí)對(duì)一路工頻交流電的各種功率值、電壓有效值、電流有效值等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。 電壓電流采樣方案由于系統(tǒng)測(cè)量的是工頻電有效值,需將大電壓、大電流變換為小電壓、電流后才能進(jìn)行測(cè)量。 功率因數(shù)計(jì)算方案功率因數(shù)計(jì)算有兩種方案:方案一:把從工頻電中分離出的電壓和電流直接送到單片機(jī)中,由單片機(jī)程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算,得出結(jié)果送到顯示中。因此本設(shè)計(jì)選用方案二。AT89C52是一種低功耗高性能的8位單片機(jī),片內(nèi)帶有一個(gè)4KB的Flash在線可編擦除只讀存儲(chǔ)器,它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù),而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)和51系列單片機(jī)兼容。ADE7758 為各相提供系統(tǒng)校準(zhǔn)功能,包括有效值偏移校準(zhǔn)、相位校準(zhǔn)、功率校準(zhǔn),DSP 內(nèi)部對(duì)無(wú)功電能進(jìn)行了補(bǔ)償。5V)。R1 是130K?,F(xiàn)以IAP 項(xiàng)為例, 所示,其它電流輸入與它相同。限幅二極管起到保護(hù)作用。R15 為阻值可調(diào)的電位器,用來(lái)調(diào)整液晶顯示的對(duì)比度;當(dāng)VO 端子對(duì)地電壓為0V 時(shí)液晶顯示最為清晰。當(dāng)沒(méi)有中斷發(fā)生時(shí),進(jìn)行總的有功、無(wú)功電量顯示。它由內(nèi)部定時(shí)或外部中斷信號(hào)啟動(dòng)執(zhí)行。檢測(cè)系統(tǒng)配置以及工作情況是否出現(xiàn)異常,若發(fā)現(xiàn)異常則進(jìn)行相應(yīng)的處理,在自檢模塊未檢測(cè)出異常后,讀取表的參數(shù)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘,進(jìn)而進(jìn)入電量處理模塊。這一程序模塊包括:?jiǎn)纹瑱C(jī)上電時(shí)對(duì)各電量值的恢復(fù)、單片機(jī)通過(guò)串行接口(SPI 口)讀取電能計(jì)量芯片上的各個(gè)存放電參數(shù)的寄存器的值,對(duì)各電量脈沖進(jìn)行累計(jì)計(jì)算得到所需的電量信息,保存所關(guān)心的電量數(shù)據(jù)等程序。每個(gè)寄存器都有唯一的地址標(biāo)識(shí)。計(jì)量芯片初始化完成對(duì)計(jì)量芯片的初始設(shè)置,實(shí)際上就是將校表數(shù)據(jù)以及初始值都寫(xiě)入到 ADE7758 相應(yīng)的寄存器當(dāng)中。 電能計(jì)算芯片流程圖第4章 系統(tǒng)誤差分析測(cè)試方法:在測(cè)試中,分別用440uF 電容和10 歐姆串聯(lián)、10mH 歐姆電阻串聯(lián)負(fù)載來(lái)測(cè)試電路的移相相位、功率因數(shù)、頻率、判斷負(fù)載的性質(zhì)、有功功率、視在功率,再與示波器的顯示值比較計(jì)算誤差。改過(guò)了后將電流采樣電阻短路減少了電流大小,后來(lái)通過(guò)設(shè)計(jì)差分電路采集電流從而解決了問(wèn)題。由于工頻檢測(cè)在當(dāng)今社會(huì)的用電管理系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,其功能也得以多樣化拓展,本文中所設(shè)計(jì)的電參數(shù)測(cè)試儀僅實(shí)現(xiàn)了電參數(shù)測(cè)試儀眾多功能中最基本的部分,由于采用的
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