基于ATT7022B的三相多回路电力综合监测系统研究

论文摘要

随着我国经济的快速发展,电力负荷迅速增加,对电能的需求越来越大,与此同时,用户对电能的质量提出了更高的要求。电力电子等非线性设备的大量应用,使得电力系统中谐波含量急剧增加,电能质量变坏,严重威胁电力系统的供电安全,并且会对用电设备造成损坏。通过对电能质量的监测,可以为治理电能质量提供及时而又可靠的依据。在本文中,三相多回路电力监测装置,采用当前先进的电力测量技术,实时监测电网的电压、电流、功率等各项电力参数,具有峰、平、谷分时设定和计量功能,并将电力参数通过RS485总线和以太网传至上位机,实现了对高压20回路供电系统的集中监测。我国中压电网和矿井下的特殊电网均采用中性点不直接接地运行方式,因此在本文中采用三相三线制接线方式测量电能,后面详细讨论了在该方式下的电能计量理论,并结合硬件介绍了实现方法。文中采用“主CPU+从计量芯片”计量方式,主CPU统一管理各个计量芯片ATT7022B,每个ATT7022B测量6-7回路的电能信号。实践证明,该模式一方面保证了综合监测装置的实时性和计量精度,另一方面又尽可能的节约了硬件资源。软件上采用分时复用原理计算电能,并采用算法修正功率减少功率误差。最后,详细分析了系统的各种误差对监测装置计量精度的影响,并提出了误差的补偿算法。在理论分析的基础上,实现了三相多回路电力综合监测装置的研制,并设计出了实验样机。最后,采用河南思达三相精密电源对电力综合监测装置进行了校验,实验结果证明本课题所设计的三相多回路电力综合监测系统具有精度高、可靠性好、现场运行稳定等优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 电力监测系统的发展现状和趋势
• 1.3 多回路电力综合监测系统的技术参数
• 1.4 本课题的研究的目的
• 1.5 本课题的主要工作
• 2 三相三线制测量原理及电能质量指标分析
• 2.1 三相三线制电能计量原理分析
• 2.2 电能质量的五个主要指标
• 3 多回路电力综合监测系统的总体方案设计
• 3.1 多回路电力监测系统的硬件方案设计
• 3.2 分时复用电能计量原理
• 3.3 电能计量芯片ATT7022B及其应用电路
• 4 三相多回路电力综合监测装置的硬件设计
• 4.1 中央处理器（MCU）简介
• 4.2 电压、电流采样电路设计
• 4.3 电能计量模块电路设计
• 4.4 人机交互模块设计
• 4.5 掉电存储电路、实时时钟电路设计
• 4.6 通信模块设计
• 4.7 电源模块设计
• 5 系统的软件设计
• 5.1 silicon labs集成开发环境简介
• 5.2 电能计量模块程序设计
• 5.3 人机交互软件设计
• 2C通信程序设计'>5.4 I²C通信程序设计
• 5.5 通信模块程序设计
• 6 三相多回路电力监测系统的实验结果分析
• 6.1 实验结果及分析
• 6.2 多回路电力监测系统的计量误差分析
• 7 系统的抗干扰设计
• 7.1 系统的干扰来源
• 7.2 系统的抗干扰措施
• 8 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献