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1、LOGO指导导教师师：张伟张伟电电力监测仪设计监测仪设计n班级级：测测控08-6班n学生：关雪君n学号：0805010608电力监测仪的研究背景u 随着我国电力市场的逐步建立和完善，对电网电能质量提 出了越来越高的要求。电力用户也要求高质量的电能来保 证其设备、仪器和系统的正常运行。但是，现代科学技术 的迅猛发展，一方面，电力电子技术的发展，直流输电、 大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用 ，如在铁道上的应用等，导致电流波形畸变和三相不平衡 日益严重，严重影响了电能质量;另一方面，由于人们越来 越多地使用精密和复杂的电子设备，如计算机、通信设备 以及各种过程控制系统来处理和管理工
2、作过程和事务。这 就要求高质量和高可靠性的配电系统，以提供与之相适应 的电能。为保证电力生产的安全与可靠，对电力交流参数 进行有效的测试和分析成为一项迫切而重要的任务。本监测装置主要以MSP430F149单片机为微处理 器，以数字信号处理技术为出发点，对电压和电流 有效值、视在功率、有功功率、无功功率、功率因 数、相位、频率、电能等多个电力参数进行计算和 监测，采用更灵活、更准确的数字信号处理算法程 序进行数据处理，减少硬件成本，使电力参数监测 符合数字化技术发展的需要。电力监测的意义本设计的结构和主要内容u第一部分 绪论 本课题的研究背景及意义 u第二部分 交流电参量及采样理论 电力参量的计
3、算公式和采样测量方法 u第三部分 硬件电路设计 主芯片的特点和一些重要电路的分析 u第四部分 软件设计 测量单元及显示单元的程序流程图根据采样定理得到各种电力参量的测量理论基础u 由交流电参量的定义可知，对电压、电流有效值及有功功 率的计算均是一个时域积分的过程。若在时间(t，t+T)内以 采样间隔Ts同时对u(t)、i(t)连续N次采样，得到采样数据序 列uk,ik（k=1,1,2,N），其中uk,ik为第k次采样时刻u(t) 、i(t)的瞬时值。可得：电力参量计算本设计整体结构框图该框图也为该设计的主控单元u 本框图为交流采样法对三相交流线路（包括电流、电压共 有6路输入信号）进行数据采集
4、并处理，实现对电流、电压 、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、电能等电 参量的测量，并定时将测量数据存储在E2PROM中，供上 位机读取进行后期分析处理。主芯片MSP430F149主要概述u 16位，64管脚的处处理器，贴贴片式封装，体积积很小。 u 2048B的SRAM，60KB的片内FLASH程序存储储器。 u 多达48个I/O管脚。其中24个具有独立外部中断能力。有足够够的I/O 管脚可供使用。 u 具有2个内部定时时器，1个比较较器以及看门门狗复位电电路。 u 具有零功耗的掉电电复位BOR电电路和电电源电压监电压监 控器SVS模块块，二者在 低功耗模式下也能正常工作，保证证程序运
5、行有一个稳稳定的电电源环环境。 u 内部集成高性能12位ADC与12位DAC，使用简单简单 ，方便，节节省成本 与开发发的时间时间 。 u 拥拥有两个独立的USART通信接口，方便与上位机的数据通信。 u 具有直接存储储器存取控制器DMA模块块，能够够在无需CPU干预预的情况下 显显著增加外设设模块块的数据吞吐量，能够够大大降低系统统功耗。 u 有丰富的指令系统统与高效、方便的开发环发环 境。 u 超低功耗。 u 价格较较低，相比ARM等芯片能够够大大节节省开发发成本。电电量输输入回路测周期回路的设计测量单元程序流程图全文总结u 智能电电力监测仪监测仪 整体造价较较低，系统扩统扩 充灵活方便，
6、将在单单功 能仪仪表的制造、电电力监测监测 屏和变电变电 站自动动化监测监测 系统统的应应用领领 域内，有十分可观观的推广前景，是电电力工业业中新型的电电参量监监 测测装置。 u 特点：1、可对对多个三相电电力线线路的全部电电力参数进进行检测检测 、 显显示、打印和数据远传远传 。2、远传远传 方式：RS-232、RS-485 标标准接口，可通过过MODEM， INTERNET远传远传 。3、方便使 用：体积积小，便于携带带，使用方法简单简单 。4、系统统基于超低功耗 的MSP430F169芯片设计设计 ，不仅仅大大降低了开发发成本，而且 其低功耗的特性是其它同类产类产 品不可比拟拟的。 u
7、电电力监测仪监测仪 尚有一些不完善之处处，有待进进一步提高其准确度， 加强其功能，才能不断提高其性能价格比，保持其强大市场竞场竞 争 。u 本论论文是在张张老师师的悉心指导导下完成的，从论论文的选题选题 、 研究、审查审查 到最后的完成无不凝聚着张张老师师的心血。 u 时间飞时间飞 快的流逝，四年的本科生生活在不知不觉觉中已接近 尾声，四年的时间时间 使我所学所得对对我的人生有着重大的意 义义。无论论思想上或者是学业业上的每一次进进步都离不开老师师 、同学和友人的帮助同时时，感谢谢我的同学和舍友们们，在学 习习中他们们都给给予我很多支持和帮助，和他们们的讨论讨论 的使我 受益匪浅。 u 感谢师谢师 兄、师师姐、师师弟、师师妹们们在平时时的学习习和生活中所 给给予的热热情帮助和支持，使我感受到集体的温暖。感谢谢我 的朋友在整个本科生阶阶段对对我的鼓励和支持。致谢
