电力系统电压信号测量系统设计.doc

摘 要 1 一、 文件综述 2 二、课程题目与设计要求 3 三、系统的总体设计方案 4 3.1 交流采样技术 4 3.1.1 同步采样法 4 3.1.2 准同步采样法 6 3.1.3 系统采样方案的确定 6 3.2 相关电量测量算法 7 3.2.1电压、电流的有效值计算 7 3.2.2短路保护参数计算 8 3.2.3系统信号处理算法的确定 9 四、系统的硬件设计 9 4.1 系统硬件的构成 9 4.2 单片机的选型 10 4.2.1 STC89C52单片机最小系统的组成 10 4.2.2 STC89C52单片机的复位和时钟电路 11 4.3 数据采集电路 11 4.3.1 电压、电流信号输入以及调理电路 11 4.3.2 A/D转换 13 4.4 LCD显示电路 15 4.4.1 LCD显示模块的简介 15 4.4.2 LCD显示电路的原理 16 4.5 电源电路 17 4.6 系统的硬件电路图 18 4.7 系统PCB设计效果图 19 五、系统的部分软件设计 19 5.1 系统主程序的设计 20 5.2 系统初始化子程序的设计 20 5.3 显示子程序的设计 21 5.4 数据采样处理子程序的设计 22 六、个人总结与心得体会 23 七、分组情况 24 参考文献 24 摘 要 对于电力参数进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网运行状况，寻找并解决电力系统中出现问题以及实现电力系统自动化的重要途径。因此对于电力参数的测量，尤其是高精度、多参数、低价格、便携、稳定的实时测量就显得尤为重要，也一直是人们研究的一个重要的方向。 本文简述了交流采样原理的产生和发展，对交流采样法中的二种主要方法即同步采样法和准同步采样法做了基本介绍，并分别对其特点进行了比较。而硬件同步采样法因其硬件开销不是很大，软件量相对较小，测量所需时间短，适宜做实时检测。因而，本文采用此种方法。系统采用STC89C5单片机来实现电力参数的交流采样通过液晶显示器显示电压和电流的实时值。结果表明采用交流采样方法可以进行数据采集,并采用运算获得电压、电流电力参数，它们均有很好的精确度和稳定性。单片机测量交流电量参数方案是进行电能监控系统的一部分。通过对本系统进一步完善，能够作为电力部门及用户收费，付费系统。因而，该系统具有广泛的应用前景。 关键词 交流采样原理 电参数 测量系统 ABSTRACT It is very important for acquiring the running state and solving the problems of the power supplying system to perform high accurate, multi-parameter, low-cost, portable, real time and stable measurement of power parameters. It is also one major subject on which the researchers have focused for many years. In this paper, the production and development of the Alternating Current (AC) sampling principle is simply explained. And the two main methods, namely, in-phase sampling and standard in-phase sampling technique are basically introduced and compared by their characteristics. However, the hardware in-phase sampling method fits for the real-time detection because the hardware spending is not very great, the software has the less proportion and the less measurement time is needed. Thus, this method is adopted in this paper. The STC89C52 Single Chip Microcomputer (SCM) is utilized to realize the AC sampling of the electric power, then, tphase difference, voltage and voltaic is displaye