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智能建筑电力参数检测装置设计开题报告

 2022-02-22 19:33:09  

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

现代社会电能是一种使用最为广泛的能源,其应用程度是一个国家发展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的发展,对电的需求量日益增加,同时对电网运行的稳定性要求也越来越高,对电网的实时监控就显得非常重要。随着我国电力行业的迅猛发展,电网供电品质越来越受到电力部门以及用户的关注。在电力监控系统中,为了维护电网运行的稳定和安全,保证用户用电的可靠性,需要电网中各种电参量维持稳定值不变。这就需要实时的采集各种电参量,用来监控以保证电网的稳定。

1.2 研究目的及意义

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2. 研究内容和预期目标

本课题要求设计一个基于DSP的智能建筑输出端6KV的三相电路电力参数检测装置,检测参数包括电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数;检测装置包括:电流/电压互感器、A/D转换器、过零比较器、DSP控制系统、LCD或者数码显示单元、电源单元、CAN通信。

2.1主要内容:

1)智能建筑输出端电压、电流经二次变换后的采集、显示、运算处理;

2)经由采集到的电压信号实现频率计算;

3) 通过按键控制实现多种电力参数的实时数据显示;

4)基于CAN总线的远程数据通信原理实现远程保护与监控;

5)根据要求用DSP对其进行数据处理,要求完成:

a.检测装置接线图;

b.检测装置工作原理的阐述;

c.检测装置的流程图。

2.2 预期目标:

对智能建筑供电系统交流电力参数进行交流采样,通过按键显示出电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率等电力参数的实时数据,并且可以在远程控制中心接收到数据。

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方案

本课题拟采用软硬件相结合组成实际检测装置。用C语言编写程序,对DSP控制目的及原理进行分析,在此基础上设计出原理图,通过按键控制,对多参数显示,用CAN总线实现远程监控。

采用的步骤为:

(1) 先查阅DSP控制系统的现状相关的一些书籍和材料,整理出自己论文所需要的一些重要的文献资料。

(2) 提出设计整体思路,设计出程序控制流程图。

(3) 使电路图具体化,提出具体的检测电路,绘制出系统电路图,编制出的C语言程序。

(4) 最后进行软硬件的调试。

3.2 系统功能概述

(1)电压电流采集模块:采集信号,然后送到DSP中进行A/D转换等一系列数据处理。

(2)频率采样模块:选择三相6路电压中一路信号,经过处理转化为同频率方波进行频率采集。

(3)显示及按键模块:根据不同按键,通过液晶显示屏显示各种电力参数。

(4)数据通讯模块:负责处理从通讯线路过来的数据,与上位机进行数据通讯。

(5)编程接口,在串口通信的基础上,编写良好的人机交互软件,可以直观地显示信号数据,实现检测仪参数的设定和修改。

整体设计由硬件和软件两部分组成,硬件部分主要包括电源电路、采样电路、显示电路;软件部分主要包括与硬件接口的应用程序、数据处理程序等,具体的功能结构图如图1。

图1 系统结构图

4. 参考文献

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[5] 王建, 宋永昌. 88例学会51单片机[M]. 中国电力出版社,2014.

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[12] 高翔,王雪梅. 基于CS5463的电力参数测试仪设计和校准[J].中国测试,2013.

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5. 计划与进度安排

(1)2022-03-05~2022-03-18 查阅技术资料,确定研究内容和系统架构,撰写开题报告;

(2)2022-03-19~2022-04-01 结合总体架构,完成传感器选型、系统硬件功能分析和设计;

(3)2022-04-02~2022-04-22 设计系统硬件电路,编写系统软件程序;

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