电力参数测试仪设计

发布时间：2017-11-20 01:31

  本文关键词：电力参数测试仪设计

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【摘要】：电力产业是一个国家经济发展的基础产业,然而随着电网中非线性负荷的大量涌入及新能源的广泛使用,电能污染日益严重。因此,解决电能质量问题,对电能质量进行必要的监测和分析,进而改善电网的电能质量显得尤为必要。在实验室研制的电能质量分析仪的基础上,本文根据市场需求,设计改进,拓展电力测试参数,更新管理单元,设计一款基于ADC+DSP+ARM的电力参数测试仪,主要完成:(1)依据谐波分析和介质损耗角检测需求,提出并建立基于Kaiser-Nuttall(K-N)互卷积窗的双谱线插值FFT改进谐波分析算法;(2)提出并建立基于时域准同步的介损角快速测量算法;(3)基于Cortex-M4+MQX的电力参数测试仪管理单元的软、硬件设计与实现。本文设计由6部分组成:第1章为绪论,简要介绍项目的研究背景和意义、电能质量的定义及相关国家标准、介质损耗参数概念、电能质量问题的分类、电力检测技术研究现状及发展趋势、本文研究项目的来源和主要工作;第2章为电力参数检测算法研究,详细介绍基于K-N互卷积窗的双谱线插值FFT改进谐波分析算法以及基于时域准同步的介损角快速测量算法,并建立仿真模型,分别对改进谐波分析算法和介损角检测算法进行仿真实验;第3章为电力参数测试仪的信号处理单元设计,首先介绍电力参数测试仪的总体设计,然后概述测试仪信号处理模块的硬件设计,最后分析本文提出电力参数检测算法的DSP实现流程;第4章为电力参数测试仪的管理系统硬件设计,首先介绍管理单元的硬件控制核心;再次介绍管理系统子模块的硬件电路设计,包括数据存储接口设计、通信接口设计以及人机交互接口设计,最后分析PCB的设计流程和本文管理单元的PCB设计。第5章为电力参数测试仪的管理系统软件设计,首先分析管理单元软件核心MQX的微内核结构和启动执行过程;然后介绍测试仪管理系统的总体设计;最后结合MQX,介绍测试仪各个模块的软件设计。第6章对电力参数测试仪的有效性与准确性进行验证,并分析参数测试仪的软硬件可靠性设计。实际测试和检测结果表明,本文设计的电力参数测试仪的电能质量参数测量误差满足GB/T 19862—2005《电能质量监测设备通用要求》,达到电能质量分析仪A类标准;介损角测量误差满足DL/T 962—2005《高压介质损耗测试仪通用技术条件》。最后总结本文的创新点及不足,指出下阶段的研究工作和展望。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM930

【参考文献】

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本文编号：1205639