DSP與CPLD的智能變電站電網(wǎng)IED設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2011-06-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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2．2 電網(wǎng)參數(shù)的計(jì)算
DSP接收到A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)之后就立刻進(jìn)行計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中，電網(wǎng)的諧波含量和諧波因素是計(jì)算的一個(gè)重點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的根本原因是非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)，根據(jù)傅里葉分析原理可知，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波，每個(gè)諧波都具有不同的頻率、幅度與相角。
諧波可以區(qū)分為偶次與奇次性，一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多、更大。在平衡的三相系統(tǒng)中，由于對(duì)稱(chēng)關(guān)系，偶次諧波已經(jīng)被消除了，只有奇次諧波存在。利用FFT算法可以將電網(wǎng)電壓／電流分解為50 Hz基波和多次諧波的疊加。如此一來(lái)某個(gè)特定頻段上的諧波就顯而易見(jiàn)了。
除了諧波的計(jì)算需要使用到FFT算法之外，系統(tǒng)還有其他參量的計(jì)算。由于調(diào)用的功能模塊十分復(fù)雜，只對(duì)部分參數(shù)的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行描述。多數(shù)參數(shù)都是通過(guò)對(duì)采集點(diǎn)的離散積分求得的。
高壓A相電壓有效值：
高壓三相電壓總諧波畸變率：計(jì)算出各相電壓的各諧波含量和基波含量，用總諧波含量除以基波分量。
單相電壓功率因數(shù)：由FFT算法得出基波有效值的(虛部／實(shí)部)的反正切值。
單相介損：將末屏電流和對(duì)應(yīng)相電壓分別作FFT運(yùn)算，所得的相位作差，該相位差角度為介損角。
3 總結(jié)
該系統(tǒng)應(yīng)用于智能變壓器系統(tǒng)中，可多個(gè)通道同步采集，轉(zhuǎn)換精度高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，信號(hào)采集模塊的實(shí)時(shí)性和精度上都取得良好的效果，且工作穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)采用高速14位并行A／D轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)化了接口設(shè)計(jì)，提高了讀取速度以及數(shù)據(jù)處理速度。通過(guò)CPLD實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制信號(hào)，通過(guò)改變XF引腳的電平，可以將外擴(kuò)SRAM、Flash映射到數(shù)據(jù)空間或程序空間。DSP芯片通過(guò)CPLD芯片連接高精度數(shù)據(jù)采集芯片MAX125實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多路高速同步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，抗干擾能力強(qiáng)，并利用FFT算法準(zhǔn)確計(jì)算出電網(wǎng)諧波因數(shù)、功率角、介損角。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150576.htm
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