高压开关柜电能质量在线监测装置研制探讨.docx

    高压开关柜电能质量监测装置研制探讨    凌云摘要：本文首先分析了高压开关柜电能质量监测装置硬件电路设计，同时阐述了高压开关柜电能质量监测装置软件电路设计，最后总结了全文，仅供参考关键词：高压开关柜;电能质量;监测装置;研制探讨1 高压开关柜电能质量监测装置硬件电路设计随着科学技术的迅速进步与发展，对高压开关柜电能质量监测装置提出了全新的要求为实现电能质量测量的高精度，需要高度开展信号采样与信号计算，基于电能质量参数基础上，提出合理的运算方式，强化各类运算方式的应用高压开关柜电能质量监测装置硬件电路如下图1所示，装置应用的处理器为TMS320F2812数字信号处理器，硬件电路包括：互感电路、信号调理电路、锁相倍频电路等1.1CPU选择TMS320F2812内核CPU，CPU主要包括：中央处理单元、接口单元、测试单元1.2DSP最小系统主要包括：电源电路、时钟芯片电路、复位电路、仿真接口电路、片外程序储存器等1.3信号采集设计在开关柜母线出口侧，设置有大型电流与电压互感器，将配网内的电流下降到5A，将配网内的电压信号下降到100V，选择最佳的二级互感器综合考虑进度与二次侧输入值的大小，本设计选用TV 1013-1M电压互感器，TA0913-2M电流互感器。

信号调理电路如下图2所示，假设工频频率在50Hz，测量谐波63次，硬件滤波截止频率为3.2KHZ，标准传递函数：基于上述式子，假设=0.707时滤波效果最佳，此阶段不存在谐振峰，则陡峭具备衰减特性，若f=1.0，Q=0.707，则滤波器计算公式：1.4电磁兼容设计本电能质量监测装置主要应用在高压开关柜上，在本装置设计阶段，应当综合考虑系统的抗干扰性在信号输入端增加RC滤波器，可实现RC滤波参数的调整PCB布线要短、直，PCB板上模拟信号部分，应当减少差模干扰1.5硬件电路调试电流互感器、电压互感器信号为双极性正弘波形，经过滤波电路、偏置电路后，双极性信号则会转变为单极性信号，且大小在0V-3V范围内为保障DSP的安全性，予以20%余量考虑，将电压限制在2.5V2 高压开关柜电能质量监测装置软件电路设计2.1 软件开发环境高压开关柜电能质量监测装置软件开发，应当在CCS基础上，应用IT公司退出的TMS320系列继承开发环境，以此为成都院开发、系统测试奠定基础2.2 系统主程序设计在系統通电之后，系统会自动进入初始化，打开中断之后，系统会执行采样，并判断模数转换，将采集到的数据传输到处理模块内的，以此完成电网参数值计算，其流程如下图3所示。

2.3 初始化模块DSP初始化，主要包括：仿真寄存器初始化、看门狗控制寄存器WDCR初始化、系统始终初始化ADC模块初始化，由于本设计，需要考虑功率参数，在采样阶段，应当实现电流与电压同时采样，选择级联并发采样模式，具体介绍数据集中模块2.4 数据处理模块数据采集模块设计，经过调理电路后，模拟电压信号，并将其传输到TMS320F2812的ADC模块内，以此开展A/D转换本文装置以6.4Khz作为采样频率，采样开关柜内的母线的电网信号，以此减少频谱的泄露在A/D中断子程序内读取转换结果，判断采集点，若采集未满，则开展继续采样，若采集已满，则选择A/D转换结果，并将采集到的数据组送到数据处理单元，集中开展数据处理若数据处理结果，则自动进入到下一个周期内，继续开展采样，以此保障电网信号的实时监测2.5 显示模块DSP、液晶模块选择并行连接方式，实现数据操作与指令传输，并开展液晶读写操作，以此满足接口控制逻辑需求在液晶模块内，设置有专门的BF标志，若BF值为1，则可开展内部操作，此阶段不接受外部指令与外部数据若BF值为0，则模块处于预备状态，可随时接受外部指令与数据3结束语综上所述，高压开关柜电能质量监测装置研制阶段，应当从硬件、软件两方入手，遵循相关设计原则，以此保障研制质量，切实发挥出高压开关柜电能质量监测装置的应用价值。

Reference[1]周川. 中低压开关柜状态监测与综合诊断研究[D].重庆大学，2016，16（07）：145-147.[2]刘强. 高压开关柜电能质量监测装置研制[D].江苏科技大学，2017，17（05）：32-36.（作者单位：南京灿能电力自动化股份有限公司）  -全文完-。