基于ARM7的关口电能表的研究

来源 :北京机械工业学院 北京信息科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fq1984
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近年来,随着电力系统规模的不断扩大以及系统中非线性负荷的不断增加,电力系统受到的“谐波污染”也越来越严重,导致电力部门和用户在用电计费时出现很多矛盾。电力部门迫切需要能在谐波条件下能对用户电能计量和谐波分析的电能表,尤其是高精度的关口电能表,为正确的计费和后续的治理提供必要的依据。目前,我国用于关口计量的产品仍以国外产品为主,核心技术还是控制在外国人手中。随着ARM、DSP和数字信号处理技术迅速发展,基于ARM和DSP的交流采样电能表将逐步取代传统的电能表,承担负荷管理、分时计量等功能。 本课题以ARM7为基础,以LPC2292为核心,充分利用LPC2292提供的各种资源来实现关口电能表的各种功能。本设计采用LPC2292芯片自带的10位A/D,通过交流信号调理回路,完成对电网电流、电压信号的采集。电能表对电网的监测是不间断的,系统对电压和电流采样也必须是不间断的,因此,设计中采用定时器O中断的方式进行采样,并完成对采样数据的存储。在主程序中调用计算、判断和谐波分析指标计算子程序等完成对数据的分析、计算。针对LPC2292片内时钟只精确到秒的问题。而电能表对各种报警信息和存储记录必须精确到毫秒。本设计利用定时器1,每隔1毫秒产生一次中断。在中断服务子程序中设置毫秒计数器。当报警产生或者存储纪录时,毫秒值由毫秒计数器取得。本设计还用时钟中断实现了电能表费率结构和日、月电能结算功能,利用CAN总线实现了电参数和报警信息的上传。利用CAN总线方式主要是针对目前自动抄表系统所用的具有很多问题的RS485通信方式一种改进。本文还在电网频率波动对FFT计算精度的影响上作了些浅显的分析。在比较几种改进的算法后,本设计选用频率跟踪方法来减少电网频率带来的影响。最后,用试验结果验证了本系统满足了所要求的精度指标。
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