（硕士毕业论文）基于ARM7处理器的电力系统谐波监测与分析.pdf

沈阳理工大学硕士学位论文
摘要


电力电子装置谐波是公用电网中最主要的谐波源,近年来随着电力电子设备
的应用日益广泛,电网中的谐波污染越来越严重,这种谐波污染对各种电力设备、
通信设备及线路都会产生有害的影响,严重时不仅会损坏设备,甚至会造成电力
系统事故,直接影响安全生产与生活的正常运行。因此,对电网谐波进行监测与
研究是限制、消除谐波危害的前提,也是保证供电系统安全经济运行及保证设备
和人身安全的迫切需要。但是很长一段时间以来,对设备安全稳定运行的重视仅
仅停留在设备本身质量的提高上,而电能质量对仪器、设备安全稳定运行的影响
则长期得不到重视。在这种情况下,必须对电能质量进行实时监测,本文将讨论
监测电能质量仪器的原理与设计。
在参阅大量技术文献的基础上,本文提出了基于ARM7的电网谐波仪的总体设
计方案和技术指标,然后根据技术指标要求,设计并制作了系统的硬件电路并编
写了相应的数据处理软件。系统的核心--微处理器是选用基于ARM7TDMI内核的
LPC2132处理器,电网中信号采样的AD转换器是采用美国AD公司推出的一款专门
应用于电能质量监测的新型A/D变换器AD73360,通过对电压和电流的采样数据分
析计算和所得出影响电网的各次谐波电压和电流的值,各次谐波含有率、谐波畸
变率等参数,设计并试制了新型的谐波测试仪。
该谐波测试仪具有运算速度快且精度高、结构简单、造价相对低廉、易于操
作、显示功能强等特点。本论文集中讨论了基于 ARM7 的电力系统谐波测试仪的
软硬件设计方法,重点介绍了以下几个部分:(1)系统的总体设计及功能;(2)系统
的硬件电路设计,包括电源电路、A/D 转换电路、JTAG 接口电路、按键输入与液
晶显示电路、数据存储电路、实时时钟电路等; (3)系统的软件设计,包括主程序、
A/D 转换程序、FFT 程序的原理和 C 语言实现等;(4)系统的测试与误差分析部分,
经过对实测信号结果的分析,证明该谐波测试仪满足精度要求。
关键词:电力系统;谐波监测;ARM7; FFT
沈阳理工大学硕士学位论文
Abstract


Power electronic device is the mon source of harmonic in power grid. In
recent years, because of rapid growth of power and electronic device, harmonic
pollution in power system es more and more serious. It can produce harmful
affection to all kinds of power device, communication equipment and wiring, even
generate accident of power system so that directly affect safety production and normal
running of lives. As a consequence, monitoring and studying work harmonic
is not only a premise to confine and eliminate harmonic ,but also a urgently demand to
assure power supply system and other apparatus to run economically and safely.
Howerver, people only pay more attention to improving these apparatus’ quality to
realize that goal, ignoring the affect of electric power quality on apparatus’safe and
stable operation. In this case,it is necessary to monitor power quality in real-time. This
paper will describe the principle and design of the power quality monitoring equipment.
Referring to a great deal of literature,this paper put out th