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1、 大学科学技术学院College of science technology Xinjiang University学生毕业论文(设计)题 目： 电力系统多参数在线检测系统设计指导教师: 希望学生： 专 业： 电气工程与其自动化班 级： 电气10-3班完成日期： 2014年5月24日声 明重声明，此论文设计是本人在相关教师指导下完成，没有抄袭、剽窃他人成果，否那么，由此造成的一切后果由本人负责。本人签名：大学科学技术学院学生毕业论文设计任务书学生 学号 2010242 专 业 电气工程与其自动化 班级 电气10-3班 论文设计题目 电力系统多参数在线检测系统设计 论文设计来源 教师自拟 要求完
2、成的容 1设计出电力系统电压、电流、频率、功率 因数等参数在线检测方案。 2设计出完整的以51单片机为主控制的整 体系统图。 3写出完整的系统程序。 4 完成毕业论文的书写。 发题日期:2014年1月15日 完成日期:2014年5月24日 指导教师签名 摘 要随着电力系统的快速开展，电网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要，而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节，如何快速准确地采集系统中各元件的电参数电压、电流、功率、频率等是实现电力系统自动化的一个重要因素。基于此，此次设计采用单片机80C51实现电力监控系统的交流采样,即系统采集的是交流电压和电流，
3、不需变送器进展交直流转换。模数转换器ADC0809对三相交流电压和电流分时进展模数转换，把得到的数字量送入单片机进展数据处理，然后通过LCD数码管显示电压和电流，频率，功率，功率因数等的实时值。文中论述了该系统实现电参数测量的工作原理，着重介绍了该系统的实现过程，在此根底上，详细介绍了整个系统的软件开发过程。关键词：电力系统；交流采样；电气参数ABSTRACTWith the rapid development of electric power system, network capacity is increasing, and the growing complexity of the
4、structure, electric power system real-time monitoring and Scheduling Automation is particularly important. The data acquisition of the electric parameters is also an important part of automation. How quickly and accurately acquisition the electrical parameters (voltage, current, power, frequency, et
5、c.) of system components is an important factor to achieve power system automation. Based on the paper adopts 80C51 SCM to achieve AC sampling of electric parameters. That the acquisition system is AC voltage and current, transmitter without AC-DC conversion. The A/D converter ADC0809 makes three-ph
6、ase AC voltage and current be transformed to digital quantity from analog quantity at different times. The SCM finishes data processing .Meanwhile, the real-time value of voltage and current, frequency, Power factor are displayed through LCD display. In the article elaborated this system to realize
7、the electrical parameter survey principle of work, introduced emphatically this system realized the process, based on this, introduced overall systems software compilation process and various subroutines realization in detail.Key words: Electric Power System; AC sampling; Digital Electrical Paramete
8、r / 目录1 绪论11.1论文的选题背景11.2论文的研究意义11.3交流电量采集的现状与开展11.4课题的主要容22 系统总体设计原理32.1交流采样法32.2 交流采样原理与相关算法32.3 系统的工作过程43 主控芯片相关容简介53.1 80C51单片机引脚53.2 80C51单片机的根本组成结构63.3中断系统83.4 复位电路103.5 ADC0809 A/D转换器104 系统硬件设计124.1复位电路与时钟电路124.2电流、电压采样电路134.3功率因数采样电路134.4频率采样电路154.5 LCD1602液晶显示154.6总体硬件电路175系统软件设计185.1系统软件总流
9、程图185.2局部功能程序的实现18数据采集子程序流程图18数据处理程序流程图196 结论26致 27参考文献28附录29系统源程序：291 绪论1.1论文的选题背景现代社会电能是一种使用最为广泛的能源，其应用程度是一个国家开展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的开展，对电的需求量日益增加，同时对电网运行的稳定性要求也越来越高，对电网的实时监控就显得非常重要。随着我国电力行业的迅猛开展，电网供电品质越来越受到电力部门以与用户的关注。 在电力监控系统中，为了维护电网运行的稳定和平安，保证用户用电的可靠性，需要电网中各种电参量维持稳定值不变。这就需要实时的采集各种电参量，用来监控以保证电网
10、的稳定。1.2论文的研究意义在微机技术开展初期，电力监控系统普遍采用经过变送器的直流采样方法，即经过变送器整流后的直流量。这种方法软件设计简单，对采样值只需作一次比例变换即可得到被测量的数值，因而采样周期短。由于以上特点，该方法在微机应用初期得到了广泛的应用。但经过变送器的直流采样方法存在一些问题，如测量精度直承受变送器的精度和稳定性的影响，设备复杂，监控系统造价高等。随着科技的开展，仪器仪表的开展更新越来越进步。作为工业自动化技术工具的自动化仪表与控制装置，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。微机技术的开展，使微机系统主频提高，指令功能变强，模数转化芯片技术的提高，
11、本钱的降低，使得交流采样的运用成为可能。 由于交流采样去掉变送器，按一定的规律对被测量的瞬时值进展采样，用一定的算法求得被测量，即用软件的功能代替硬件的功能，从而降低了系统造价。从以上可见，研制一种电力参数检测装置具有非常重要的意义，它能对如电压、电流、功率因数和频率等重要的电力参数进展实时检测，还要对电力系统中的高次谐波进展实时分析，从而使人们采取进一步的措施，保证电能质量，保证电力系统平安、可靠、经济地运行。1.3交流电量采集的现状与开展电能质量的标准和技术是随着电力系统的开展和用户需求的变化而变化和开展的。大量电力电子设备的使用是新技术的运用，同时也是电能质量恶化的制造者和受害者。有目共
12、睹，电力质量问题是严重的。近几十年来全球围因电能质量而引起的重大电力事故己达20多起，每年电能质量扰动和电力环境污染引起的国民经济损失高达300亿美元。其实，供电质量问题不仅对大型企业的正常生活影响较大，同时对重大活动，政治活动平安供电影响也较大。我们需要监察分析电力系统动态和稳态两大电能质量问题，为预防和减少电能质量引起的故障，需从统计数据方面提供采取措施的依据。国外对电能质量研究起步较早，目前有关电能质量控制的研究正掀起高潮，从所使用的理论到电能质量评价指标体系的建立；从全国性的电能质量普查、监测到用户终端电气环境的定义，各种电能质量问题分析方法的提出，以与“用户电力技术等电能质量控制技术
13、的研究和装置的开发正深入进展。1996年，IEEE将每两年召开一次的电力谐波国际学术会议(ICHPS)更名为电力谐波与电能质量学术会议(ICHAP)，把电能质量提高到一个新的认识高度。在从事电能质量产品的企业中，美国的FLUKE公司和瑞士的LEM公司的产品在全球都有广泛的应用。国致力于电能质量产品研究的企业很多。总体来看，国广泛采用统计型电压表监测电压质量水平，这些电压监测仪能监测电压合格率，需要人工抄表，缺乏统计分析功能，而谐波和电压波动、闪变的测量那么用便携式测量仪器，分别对变电所的各级母线电压、主变压器侧的谐波电流、电容器组的谐波电流进展测量、对大、中型非线性负荷用户和电厂以与低压配电网
14、电流进展测量，然后根据测量数据进展汇总、统计分析，对电网的电能质量水平进展评估。这种电能质量监测手段和管理模式存在实时性差、测量指标少、工作量大、测量误差大、效率低等明显的局限性。当前，电力参数检测仪器正朝着以下方向开展：(l)、体积小型化、功能多样化、功耗减小，维持电流降低化、采用新器件更高可靠性、显示方式普遍更新。(2)、实现网络化智能、在线监测。随着传感器技术、计算机技术、信息技术等开展，系统监测技术广泛采用这些先进的科研成果，使在线监测逐步走向实用化阶段：监测装置可作为接入访问平台进入网络，可以实现设备资源和数据资源共享与远程操作。(3)、虚拟化。虚拟仪器是建立在标准化、系列化、模块化、积木化的硬件和软
