基于双CPU的高精度电能质量监测仪

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基于双 CPU 的风电机组电能质量在线监测系统

基于双 CPU 的风电机组电能质量在线监测系统

基于双 CPU 的风电机组电能质量在线监测系统朱杰斌;黄灿英;廖高华【摘要】为了满足电能质量监测高速、高精度、实时性和连续性等性能指标,设计了基于双 CPU 结构的风力机组电能质量监测系统。

介绍了电能质量监测系统的组成,分析了电力参数测量算法,并进行了软件设计。

试验结果表明,电能质量监测系统运行可靠,满足电能质量在线监测的实际需求。

%To meet the high speed,high precision,instantaneity and continuity of power quality monitoring,this paper designed a power quality monitoring system of wind turbine generator based on the double CPU structure.The components of power quality monitoring system were introduced,and the measuring algorithms of electric parameters were analyzed.The software was designed.The test results show that the power quality monitoring system installed in the power plant has a reliable operation to meet the practical requirements.【期刊名称】《现代建筑电气》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P5-9)【关键词】电能质量;在线监测系统;电力参数;频谱【作者】朱杰斌;黄灿英;廖高华【作者单位】南昌工程学院,江西南昌 330099;南昌大学科技学院,江西南昌330029;南昌工程学院,江西南昌 330099【正文语种】中文【中图分类】TU852近年来,风力发电技术有了很大的发展,并在内蒙古、新疆、青海、甘肃等无电缺电农、牧区和东南海等渔区岛屿建立了多个风力发电场。

基于双CPU的在线电能质量监测仪

基于双CPU的在线电能质量监测仪
关键 词 :电 能 质 量 ;同步 采 样 ;电能 质 量 监 测 ; 线 监测 在 中 图分 类 号 : M 9 3 文献 标 志码 :A 文 章编 号 : 0 153 (0 0 1-0 80 T 3 10 -5 1 2 1 )50 1-3 唐 志 辉 ( 97 ) 16 一 ,
女, 讲师 , 研究 方 向
welp st e t e g — e iin ee t c le e g u lt a u ng rqu rm e s l o ii d o me ta hih prc so lcr a n r q a i me s r e ie nt. on i y y i Ke r y wo ds: ee t ial ne g quaiy; s lc rc e r y lt ync o us a pln hr no s m i g; ee t ia e r qu iy o t r ng; lc rc l ne g y alt m nio i
i c ,D ng a nvri f eh o g , 1 e at t m ue dIf a o ce e o gun U ie t o cn l y me o C a r i n sy T o
Do g u n 5 3 0 n g a 2 0 0,Ch n i a;2. Colg fEl crc la no main En i e rng, le e o e ti a nd I fr to gn e i
摘 要: 根据在线式电能质量 监测仪 的电能监测 指标和应用 需要 , 探讨 了高精度
电能监测仪的硬 件整体设计 , 着重介 绍了信号 调理 电路 、 同步采样电路 、 R A M和 D P双 S 处 理器平 台的接 口电路等 , 并对各模块 的功能 、 点及具体设计 作 了阐述。最后 , 特 结合 硬件平 台给出了系统软件开发 , 较好地满足 了高精度 电能质量监测的需求。

电能质量f220说明书

电能质量f220说明书

电能质量f220说明书一、产品概述电能质量F220是一款高效、稳定的电能质量监测设备,主要用于监测和记录电能质量的各种参数,如电压、电流、频率等,以保证电力系统的稳定运行。

二、主要功能1. 实时监测:F220可以实时监测电力系统的电压、电流、频率等参数,及时发现异常情况。

2. 数据记录:F220内置大容量存储器,可以长时间记录各种参数的历史数据,方便后续分析。

3. 报警功能:当监测到的参数超过预设范围时,F220会立即发出报警信号,提醒相关人员处理。

4. 远程监控:通过无线网络或有线网络,用户可以在远程终端实时查看监测数据和报警信息。

三、使用方法1. 安装:根据现场实际情况,选择合适的安装位置,按照说明书进行设备的安装。

2. 配置:根据实际需求,通过设备上的按键或远程终端对F220进行参数配置。

3. 操作:配置完成后,设备将自动开始监测和记录数据。

用户可以通过远程终端或设备上的显示屏查看实时数据和历史数据。

4. 维护:定期对设备进行巡视和维护,以保证设备的正常运行。

四、注意事项1. 使用前请仔细阅读说明书,确保正确安装和使用设备。

2. 设备应安装在干燥、通风良好、无强烈振动和磁场干扰的地方。

3. 定期检查设备连接线是否松动或破损,如有异常应及时处理。

4. 不要随意拆卸或改装设备,以免造成损坏或安全事故。

五、技术支持与售后服务1. 如遇到使用问题或故障,可以联系我们的技术支持团队,我们将尽快给予解决方案和技术支持。

2. 我们提供一年的质保期,质保期内因非人为原因造成的设备故障,我们将免费提供维修或更换服务。

3. 在质保期外,我们仍然提供有偿的维修和保养服务,以确保您的设备能够长期稳定运行。

于双CPU的电能质量监测系统设计与实现

于双CPU的电能质量监测系统设计与实现

9 9 ’!# 选用 8&A@;E,)F/ 单片机, 该款单片机具 有如下特点: 8&A@;E,)F/ 为一款低功耗高速 F 位单 片机, 片 内 集 成 ,)F5G ./8%H 程 序 存 储 器, 45G %78’ 和 45G I)"70’, I)"70’ 非常适合于参数 设定, 而且掉电不丢失。内部集成有用于在线仿真 方便程序修改和升 调试和程序下载的 J&8K 接口, 级。 由这两个处理器协同完成对系统任务的并行处 理, 能更有效地充分发挥 $%" 的功效和单片机的特 长, 保证了监测结果的实时性和精度。 )< )9 双 !"# 方案的实现 两个处理器虽然各有分工, 但系统功能要求两 个 !"# 之间需要经常快速的传递大量的数据。因 此, 二者采用并行通信方式, 而在并行通信中, 又以 共享存储器的方式效率为最高, 所以, 本系统选用 45 6 F 双口 78’ 2$&1,(4) 来实现数据交换。双口 78’ 的特殊结构允许两侧的处理器同时对其进行 访问, 只有当两个处理器同时写或一读一写同一个 存储单元时才会发生冲突。双口 78’ 带有仲裁电 路 ( 忙逻辑和旗语逻辑) 来防止这种情况下数据读 写错误。 但是由于 8& A@;E,)F/ 单片机没有等待状态 ( 硬件上带有 7I8$L 引脚, 在该引脚上施加有效信 号时, !"# 外部总线进入等待状态) , 必须设计外部 逻辑电路来完成两侧 !"# 同时对同一个存储单元 读写时所需要的外部等待。本装置设计的外部等待 电路如图 ) 。
图 -= 程序流程图 >?:@ -= >A8B CD597 8E F575 C5ACGA57?8H I98C;FG9;

基于双核处理器的电能质量监测系统的设计

基于双核处理器的电能质量监测系统的设计

0 引 言
随着现 代工业 化 的迅速发 展 , 电能质 量 问题逐 步 被人们 重视 。一方 面 ,接入 公用 电网的半 导体换
流器 和非线 性 负荷 明显 干扰或 降低配 电网中 的电能 质量 ;另 一方 面 ,用 户对 供 电可靠 性 的要 求越 来 越 高 ,众 多基于计 算机 、微处 理器控 制 的精密 电子 和 电力 电子 装 置 ,很 容 易 受到 电 能质 量 扰 动 的 影
3S z o we u pl m n ,S z o 5 4 u h uPo rS p y Co pa y u h u21 00 ,Chn ia)
A s a tA p w r u l P ) n oi s m w s ei e a d n MA — 7 t u l oe o —o e a p ct n rcs r bt c e q a t Q mo i r g yt a d s ndbs r : o i y( t ns e g e o O PL , e a cr l p w r p l a o oes . 1 h d — w 3 i i p o
A ayiwa d eds no shrwaea dsf r. h ytm croa dtea vna e f ii l in l rcso ( P n n ls s s ma et t ei ft ad r n ot e T ess oh g i wa e i op rt d atg s gt g a poesr DS )i n e h o d as ra—me aa i n oeo da cdRICmahn ARM)ncluaina crc ,el igtecnrl e ngmet f Qmo i eli p c ya dt s f vn e S c ie( t c t h a i aclt cuay rai n e t i dmaa e n n— o z h az oP tr gdt n e n e eurmet o Qmo i r gi o r ytm. oi aa dmet gt q i n a i hr e ns f nt i p we s P on n s e

波形记录+电能质量分析仪

波形记录+电能质量分析仪

DEWE-571 波形记录+电能质量分析仪主要技术参数硬件主要技术参数主机是高性能的高度便携式一体化测试仪器,体积小,重量轻。

该仪器的设计满足电厂测试现场抗振抗冲击的要求,特别适合在恶劣测试领域的应用,满足EMC电磁兼容测试的要求。

主机是基于WINDOWS操作系统的多通道的数据采集和分析仪器,具有12英寸的触控TFT大显示屏,像素为1280 x 800,可以清楚的显示多通道的测试信号。

内部数据处理单元是INTEL 主频为2 GHz的酷睿2代双核CPU处理器,有2G的RAM,120G的抗震固态硬盘,2个USB接口(可以接U盘和移动硬盘),1个高速的LAN 接口,4路电压,4路电流。

4路电压输入达1400V,通道间隔离6000V。

4路电流输入,可以是AC,也可以是DC。

直流0-5A电流可以直接输入,也可以通过直流电流传感器输入。

交流电流输入达3000A,有300A和3000A两档可以选择,带宽20KHz,精度≤1%,相位漂移≤0.7度,温度漂移≤0.5%。

电力数据采集软件基本功能:•集多种功能于一体:系统参数设置、数据记录仪、示波器、X/Y记录仪、频谱分析仪、倍频程分析仪、可编程运算的虚拟通道、视频记录仪、综合信号显示仪......•系统参数设置:通道选择,量程选择,滤波选择,采样频率设置,传感器参数设置,传感器标定,传感器偏置归零......•数据记录仪:可实时显示测量值/均方值/平均值;可同时开多个显示窗口,每个窗口可显示1~4个通道。

•示波器:可同时开多个显示窗口,每个窗口可显示1~8个通道;具有触发模式功能;具有移动光标显示数据功能。

•X/Y记录仪:显示一个或多个通道测量值与某个道之间的关系。

•频谱分析仪:具有256至64K的谱线分辨率,多种窗函数(汉宁、平顶、海宁、矩形、指数等),线性和对数坐标显示,A、B、C、D加权,显示最大均方值和频率峰值,任意添加动态标记显示频率和幅值。

•倍频程分析仪:提供1/1,1/3,1/12,1/24倍频程在线显示,A、B、C、D加权,显示最大均方值和频率峰值,线性和对数坐标显示。

PMC-680_高端电能质量监控装置使用说明书_V1.2_20120210

PMC-680_高端电能质量监控装置使用说明书_V1.2_20120210
我们已经检查了本手册关于描述硬件和软件保持一致的内容。由于不可能完全消除差错,所以我们不 能保证完全的一致。本手册中的数据将定期审核,并在新一版的文件中做必要的修改,欢迎提出修改建议。 以后版本中的变动不再另行通知。
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PMC-680 高端电能质量监控装置使用说明书ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ版本 V1.2


1、产品简介 .............................................................................................................................................1 1.1 概述................................................................................................................................................1 1.2 应用................................................................................................................................................2
PMC-680 高端电能质量监控装置
使用说明书 (V1.2)
(版权所有,翻版必究)
PMC-680 高端电能质量监控装置使用说明书 版本 V1.2
危险和警告 本设备只能由专业人士进行安装,对于因不遵守本手册的说明所引起 的故障,厂家将不承担任何责任。
触电、燃烧或爆炸的危险 设备只能由取得资格的工作人员才能进行安装和维护。 对设备进行任何操作前,应隔离电压输入和电源供应,并且短路所

双口RAM在双CPU电能质量监测装置中的应用

双口RAM在双CPU电能质量监测装置中的应用

双口RAM在双CPU电能质量监测装置中的应用
袁帅;李中伟;佟为明
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2008(000)007
【摘要】在双CPU电能质量监测装置的设计中,为解决两个CPU间高速、大量数据交换的问题,采用了共享双口RAM方案.介绍了双口RAM芯片的功能特点,并设计了其与DSP、ARM间的硬件接口电路.根据该芯片的读写时序,分别配置了DSP 和ARM的外部存储器接口寄存器,并给出了源代码.运行结果表明,该设计能保证DSP和ARM稳定、实时地交换数据.
【总页数】4页(P24-26,33)
【作者】袁帅;李中伟;佟为明
【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江,哈尔
滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TP273+.5
【相关文献】
1.双口RAM在双CPU交流电量同步采集系统中的应用 [J], 王宁;梁志瑞;赵飞
2.基于双口RAM的双CPU控制系统设计 [J], 石俊杰;陈军华
3.馈线保护中双口RAM的DSP与ARM9双CPU系统接口电路设计 [J], 王勋;苑
方丞;罗健文
4.双口RAM在双CPU电能质量监测装置中的应用 [J], 常仁富
5.基于双口RAM双CPU的高速旋转LED的显示系统 [J], 刘念;张弛
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能质量 公用电网谐波》的要求 ,对于 380 V 的公
用电网 ,谐波电压 (相电压) 限值有如下规定 :电压
总谐波畸变率 ( THDu ) 不能超过 5. 0 % ,各次谐波
电压含有率 ,奇次不能超过 4. 0 % ,偶次不能超过
2. 0 %。
表 1 中 ,实验测出的该电网中 A 、B 、C 三相
在大多数情况下 ,电力系统的负载是不平衡 的 ,这样就会存在零线电流 。三相电流的矢量和 不为零 ,当然可以用两片 MAX125 来构成这样的 数据采集系统以确保其精确性 。假如对采样速度 的要求不是很高 , 就可以用一片 MAX 125 内的 2 ×4 TΠH电路来构成 。因为通常在每个交流电信 号周期采样 128 次 ,故允许的采样间隔是 156μs , MAX125 的 3μs 转换时间对这样的应用已足够快 了。
Key words : DSP; MCU; power quality
1 引 言
2 方案设计
对于电能质量 ,电气和电子工程师学会 ( In2 stitute for Electrical and Electronic Engineers , IEEE) Std1159[1] 给出的说明是 “: 给敏感设备提供的电力 和设置的接地系统具有适合于该设备工作的特 性 。”根据我国电力部门普遍认同的观点 ,电能质 量可定义为 :导致用电设备故障或不能正常工作 的电压 、电流或频率偏差 ,其内容涉及频率偏差 、 电压偏差 、电磁暂态 、供电可靠性 、波形失真 、三相 不平衡以及电压波动和闪变等 。电能在输送过程 中会受到各种用电负荷的影响 ,到达用户的电能 会偏离正弦波形而发生畸变 。这种电能质量的下 降会给电力系统和用电设备带来严重的危害 。
4 样机测试的部分结果
样机测试的部分结果见表 1 。
表 1 实际电网电压监测结果
测量项目
测量值
UAΠV UB ΠV UCΠV UA - THDΠ% UB - THDΠ% UC - THDΠ%
225. 87 216. 80 224. 32 8. 0 ( THD3 = 7 %) 7. 4 ( THD3 = 7 %) 7. 2 ( THD3 = 5 %)
限定 。为提高测定精度 ,从提高 ADC 的分辨率入 手 ,采用了 14 bits 的 ADC :MAX125 来进行采样 。
在电能质量检测中 ,用户不仅要知道所感兴 趣的每一路信号值的大小 ,且要知道信号彼此之 间的相位关系 ,这时就必须采用同步采样技术来 获得所需的信息 。MAX125 内部带同步采样保持 器的高速多通道 14 bits 数据采集芯片 ,芯片内部 包含一个 14 bits 转换时间为 3 μs 的逐次逼近型 模拟数字转换器 ,一个 + 2. 5 V 的内部电压基准 , 一个经过缓冲的电压基准输入端 ,一组可以同时 对 4 路输入信号进行同步采样的采样Π保持电路 。 MAX125ΠMAX126 每个 TΠH 前面有一个 2 选 1 的 转换开关 ,这样总共可对 8 路输入信号进行转换 。
相供电电压允许偏差为额定电压的 ±7 %。
电压偏差
=
实测电压 - 额定电压 额定电压
×100
(
%)
该电网相电压的额定值为 220 V ,根据测量结果
A 、B 、C 三相的电压偏差分别为 2. 7 %、- 1. 5 %
和 2. 0 % ,所以 A 、B 、C 三相都达到了要求 。
(2) 电网谐波电压限值 。据 GB 14549293《电
由测量结果可见 ,三相电压不平衡 , A 、B 、C 三相电压的总谐波畸变率分别为 8. 0 %、7. 4 %和 7. 2 % ,3 次谐波畸变率分别为 7 %、7 %、5 %。结 果表明 ,电网的谐波畸变主要是由电网中的 3 次 谐波造成的 。下面从电能质量的角度来分析一下
测量结果 。
(1) 供电电压允许偏差 。据 GB 12325290《电能 质量 供电电压允许偏差》要求 ,10 kV 及以下三
复杂电能质量分析算法 (傅里叶分析 、小波变 换等) 的应用对系统资源开销很大 ,同时还要保证 各种系统任务的实时响应 ,这就要求处理设备具 备较高的运行速度和较强的处理能力 。DSP 和 MCU 的协作可以较好地解决该问题 。 3. 3 事件记录功能
当线路上出现异常事件时 ,例如电压的跌落 等现象 ,仪器会自动记录事件发生的时刻 、持续时 间 、异常数值等数据 。该事件可由 51 机进行部分 显示或者上传至 PC 机作进一步分析处理 。 3. 4 开关量输入功能
由于器件会因温度飘移而产生误差 ,故监测 仪在使用中会存在精度偏差 。在系统设计上 ,该 监测仪具有校准功能 ,利用标准电源即可进行校 准 ,校 准 后 的 参 数 存 入 串 行 EEPROM : AT24C16 中 ,作为系统运算的参数 。 3. 9 系统资源丰富 ,升级空间大
DSP 内 建 的 32 K flashrom 和 MCU51 内 建 的 20 Kflashrom 可以方便地多次擦写 , 便于软件升 级 ,串行 EEPROM 用来保存各种参数和用户信 息 ,利于校准 。
的电压总谐波畸变率分别为 8. 0 %、7. 4 %和 7.
2 % ,三次谐波含有率分别为 7 %、7 %和 5 %。按
照公用电网谐波标准的要求 ,已经超过限值 ,表明
电能质量不合格 。
5 结束语
基于双 CPU 的高精度电能质量监测仪采用 先进的数字信号处理器技术 ,将嵌入式系统技术 和双 CPU 系统技术有机地融合在一起 ,同时采用 高精度 、多通道的 AD 转换器 。为现场一级的电 能质量监测设备的研制提供了一套硬件平台和软 件系统的设计方案 。通过软 、硬件的开发调试和 监测算法的应用 ,完成了样机的开发 ,实验结果验 证了设计的合理性和设备的可用性 。它具有在线 监测 、精度高 、升级潜力大 、实时性好 、体积小 、成 本低的特点和与上位机通信等功能 。既适用于现 场的测量分析 ,也适用于长期的在线监测 。对了 解电能质量情况 ,减少电能质量问题引起的损失 具有很好的作用 。
这种 2 个处理器对系统任务并行处理的方式 能更有效地发挥 DSP 的功效和 MCU 的特长 ,这无 疑是高性能 、低成本的系统 ;这种结构还能保证系 统资源上一定程度冗余 ,使得今后系统功能的升 级和改进变得容易 。
系统采用的是 320 ×240 的高分辨率液晶 ,它 自带控制电路 ,能更好地显示谐波含量等图形量 。 通信端口 RS2485 用于和上位机通信 , 将数据经 MCU51 传递给 PC 机进行分析处理 。 DSP 自带的 AD 只有 10 bits 且存在一定的漂 移 ,而测量精度的理论上限由 ADC 的量化误差所
基于双 CPU的高精度电能质量监测仪
低压电器( 2004 №3)
基于双 CPU 的高精度 电能质量监测仪
董 超 , 宋政湘 , 陈德桂 (西安交通大学 , 陕西 西安 710049)
摘 要 : 介绍了以 TMS320LF2407 芯片和 MCU51 为核心的电能质量监测仪的研 制 ,特别介绍了自带多路开关和采样保持器的高速 14 bit ADC :MAX125 芯片 。结合 硬件电路和 DSP 芯片的特点介绍了该监测仪的优点 。
— 26 —
用 DSP 内部的计数器进行测频 。由于 DSP 的频 率高达 30 MHz ,所以频率的测定也有很高的精 度。
3 电能质量监测仪的特点
3. 1 高精度的数据采集功能 系统应用于智能低压配电系统 ,应具备电压
和电流信号的采集功能 ,用 2 ×4 路的 MAX125 可 以很好地满足要求 ,实现三相四线制测量 。 3. 2 高速的数据运算功能
系统除了监测电压 、电流信号外 ,还要监测各 种开关信号 ,如断路器的分断状态 ,以便了解系统 运行状况 。DSP 具有相当多的 IΠO 口 ,可以通过 脉冲输入计量电能 。 3. 5 继电器驱动输出功能
为了方便应用中遇到的一些开关控制 ,系统 具有继电器驱动输出功能 ,该功能同样由 DSP 的 IΠO 口来实现 。 3. 6 远程通信功能
基于双 CPU 的高精度电能质量监测仪能实 时地提供电压 、电流 、有功功率 、无功功率 、频率 、 谐波 、电压闪变等电能质量的基本参数 ,还具备美 观实用的菜单式人机交互界面 。结合上位机可以 对其进行进一步分析 。
电能质量监测仪采样和计算量比较大 ,故选 用性 能 价 格 比 较 高 的 16 bits 定 点 DSP 芯 片 TMS320LF2407 进行采样和采样数据的运算处理 。 而 DSP 的人机接口则由 MCU51 实现 ,主要包括液 晶显示 、键盘管理 、串行通信及时钟控制等 。DSP 和 MCU51 之间的数据交换通过 16 bits 的双口 RAM 芯片 CY7C133 来实现 ,如图 1 所示 。 CHEN De2gui (Xi’an Jiaotong University , Xi’an 710049 , China)
Abstract : The power quality meter proceed was built based on DSP TMS320LF2407 and MCU51 , and high2speed , multichannel , 14 bit data2acquisition systems MAX125 with simultaneous trackΠholds ( TΠHs) were introduced in the pa2 per. With the practical circuit , the feature of power quality meter was described as well.
低压电器( 2004 №3)
不可少 。本监测仪的设计是服务于低压智能配电 系统 ,具备 RS2422 通信接口 ,通信协议暂时采用 内定的协议 。另外 ,系统能为将来的功能扩展提 供现场总线接口 ,例如 CAN 总线接口 ,以备将来 服务于 CAN 总线网络 。 3. 7 友好的人机界面
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