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学兔兔 基于DSP的电能质量检测系统设计 潘育山，等 基于DSP的电能质量检测系统设计 潘育山，张贵冰 (西南交通大学峨眉校区 四川峨眉，6】4202) 摘 要：介绍一种基于数字信号处理器TMS320F2812的电能质量检测设备。利用DSP芯片强大的计算功能进行电能质 量实时分析，实现对电网电压、电流有效值，有功功率、无功功率、功率因数和电网频率测量，同时具有谐波分析能 力。 关键词：电能质量；DSP；快速傅里叶变换；谐波分析 Abstract：This paper introduces a kind ofpower quality testing equipment based on digital signal processor TMS320F2812． Using DSP chip powerful computing functions for power quality real-time analysis，to achieve the RIvIS voltage，current，active power,reactive power,power factor and the electric grid frequency,also has the harmonic analysis ability． Key words：Power Qu~ity；DSP；Fast Fourier Transforlrl(FFT)；Harrnonic Analysis； 中图分类号：TP368．1 文献标识码：B 文章编号：1001-9227(2012)一06—0054-02 0 引 言 随着科学技术和国民经济的发展，计算机、电力电子和信 息技术等高新产业的发展和普及，对电能质量提出了越来越高 的要求。电能质量的指标若偏离正常水平过大，会给发电、输 变电和用电带来不同程度的危害。电网谐波含量增加，导致了 电气设备寿命缩短，网损加大，系统发生谐波谐振的可能性增 加，并联电容器不能正常运行，同时可能引发继电保护和自动 装置的误动作，导致仪表指示和电能计量不准以及计算机、通 图1 电能质量检测系统 信受干扰等一系列问题。本文研制一种以高速DSP为核心的电 能质量监测系统，应用快速、准确、适应性强的算法，实现电 件同步的采样方法，用锁相环产生的频率来同步A／D采样的频 能质量在线实时监测和自动分析。 率和时刻，锁相环每发出一个脉冲(上跳变)都启动采样电路进 行一次数据采集 】。 1 系统硬件结构 设计采用CMOS集成锁相环芯片74HC4046和两块计数器 系统以TMS320F2812为核心，构建DSP最小系统，并在此基 40161构成128倍频电路。 础上扩展外部RAM和FLASH，组成系统的核心板。硬件系统主要 1．3模数转换部分 包括互感器电路、信号调理电路、锁相倍频电路、数据采集和 A／D转换部分采用TMS320F2812片上的12位AD转换器。其 处理模块、逻辑控制模块、电源管理模块、显示模块等。系统 中，模拟电路包括前端模拟多路复用器(MUXs)，采样一保持电 构成框图如图1所示…。 路(S／H)，转换核、电压调节器以及其它模拟支持电路。数字 1．1 感器及其使用电路 电路包括可编程转换序列发生器、转换结果寄存