基于单片机的工频电参数测量仪的设计开题报告
2021-03-11 00:21:16
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1.目的及意义
随着当前经济的快速发展和人民生活水平的提高,我国的电力工业经济持续发展,工业化和城镇化的进程加快[1]。电力需求不断增加,能源问题成为中国发展进步的重大问题。供电部门、各大生产企业日益重视电能的科学管理,加强电力负荷监控以实现计划用电和合理配电[2]。同时,随着国家对电力行业的大力支持,我国的供电、记电体系不断完善,电力市场也不断发展,无论是电力部门还是电力用户,都需要对各种电参数进行准确测量[3]。电能在现代社会中普遍使用,电能计量装置在发、供、用电中的地位十分重要。电力工业的发展需要电能计量仪表制造业的进步与之相适应,发电、输电、配电与用电均需要准确的计量电能。电能表作为测量电能的专用仪表,自诞生已有100多年的历史。电能表在电能管理用仪器仪表中占有很大的比例,其性能直接影响着电能管理的效率和科学文化水平。
同时随着大量高新企业进入中国市场,在这个瞬息万变的时代里,电网电能质量能否与经济技术发展同步将会成为我们所关注的问题,所以对电能质量的研究显得尤为重要。降低网损、减少电力生产事故可提高电能质量,直接带来经济效益。在大型的工厂及企业中,生产对电力系统的电能质量要求越来越高,建立电能质量各项指标的分析和监测系统是解决电能质量的第一任务。稳定的电力和良好的电力质量供应是生产的前提,电压或电流的波动,将会导致用电设备的损坏;功率因数过低,会导致电能的浪费。因此要求电能表不仅能精确的计量用户电能的消耗,还能够记录显示电网运行质量的参数,这些参数包括电流、电压、频率、相位、有功功率、无功功率和电能等。严格的讲,频率、电压是衡量电压质量的主要标准,而普通的说法则是指高质量的电能,包括供电、用电、电压、电流的质量等。
2. 研究的基本内容与方案
2.1.设计要求
工频电参数的测量在工业控制、电力系统、电气测量及各种机电一体化装置中具有重要意义,本文主要是基于单片机技术设计一种用于三相工频电参数的测量系统,能实现三相电流、电压、频率、相位、有功功率、无功功率以及电能的测量,同时可以判断负载的种类(容性、感性或纯电阻性)。
2.2.硬件电路设计 在系统设计中,单片机是核心,因此在硬件设计时应首先考虑单片机的选择,然后确定与之配套的外围电路。选择单片机时尽量选择最容易实现设计目标且性价比高的机型,在时间紧、任务重的情况下,首先选择熟悉的型号,既能满足测控对象的要求,又不浪费资源。考虑到基本型的单片机能满足要求,且性能比较熟悉,故选择at系列的基本型单片机at89c52。 本次设计的电参数测量模块通过选用高精度的计量芯片和单片机的方案,并尽量采用集成化的元器件进行设计[1]。硬件电路采用ade775x系列高精度单三相电能测量芯片、单片机、电压互感器、电流互感器和液晶显示器件等。系统框图如下图所示:
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的理论知识,对系统要求进行分析,完成外文文献翻译和开题报告;
第4周:选择单片机的型号,了解并掌握相关电参数的测量方法;
第5-6周:完成测量系统的硬件电路设计;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王茜.基于ade7758的三相多功能电表设计[d].太原理工大学,2012.
[2]朱敬涛.基于电能芯片ade7758的三相多功能工业电能表的研究[d].天津:天津大学,2007.
[3]朱亚南,谢兆鸿,李述良等.基于ade7758的智能电表的设计与研究[j].现代物业旬刊,2013(5):40-43.