量的衡量方法供电电压偏差电力系统频率偏差三相电压不平衡度电压波动与，部分内容简介，二〇五年五月十日星期，二〇五年五月十日星期独创性声明摘要第章绪论课题背景国内外研究现状与发展趋势课题意义及研究对象文章结构第章国家电能质量标准与故障监测技术要求电能质量现象描述电能质量的基本分类变化型和事件型分类电能质量的衡量方法供电电压偏差电力系统频率偏差三相电压不平衡度电压波动与闪变电压扰动波形畸变和谐波我国电能质量标准本章小结第章电能质量数字测量算法与系统总体设计电能质量数字测量算法波形畸变与谐波测量频率偏差测量三相电压不平衡度测量电压有效值测量电压扰动测量系统总体设计系统总体构成录波子系统远程监控子系统二〇五年五月十日星期本章小结第章电力故障实时录波系统硬件设计与实现模拟前端电路信号处理模块设计处理器电路转换电路存储电路通信调度模块设计处理器以太网模块模块模块电路总线通信信号处理模块与通信调度模块接口本章小结第章电力故障实时录波系统软件，通用无线分组业务，是种基于系统的无线分组交换技术，提供端到端的广域的无线连接。通俗地讲，是项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到无线终端上。由于使用了分组的技术，无线终端上网可以免受断线的痛苦。此外，使用技术也十分经济，因为只须利用现有的网络来即可。使用了后，数据实现分组发送和接收，这意味着无线终端总是在线且按流量计费，迅速降低了网络传输的成本。虽然是作为现有网络向第三二〇五年五月十日星期代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。其最大优势在于它的数据传输速度达到了。模块的电路设计原理图见图。图无线模块电路设计原理图模块内置嵌入式协议，适用于实时性要求高，数据量相对较大的，通信速率较快的数据通信领域。它支持和。的推荐电压为伏，正常情况下建议使用伏的电压。在待机状态下，平均电流不大于毫安，在通话状态下，平均电流为毫安，在状态下，最大的电流消耗不大于毫安。由于模块的电流消耗为脉冲的形式，所以，模块消耗的峰值电流最多可以达到安，所以在模块的电源部分需要加较大的耦合电容。和的通讯通过数据接口，电平为电平，波特率为标称的的自适应波特率，只要是这个区间的标称波特率，模块自动识别，无须人工干预，可以与接成半串口通讯，所谓的半串口就是只接，和就可以进行通讯了。模块电力系统故障实时录波通信系统是个分布在电力系统各点上工作的系统，其中包二〇五年五月十日星期括的录波设备可以很多，这就涉及个时间同步的问题。保证系统时间同步才能保证各录波设备对同次电力故障的定时致。常规的系统时间同步基本以自动化和人工两种方式实施，而自动化方式多用计算机时钟作为标准时间源实施授时校时，人工校时方式就是以手工操作方式把控制系统的时间改变或调整为参考标准时钟时间。随着社会信息化程度的普遍提高自动控制已是目前控制系统发展和应用的主流。自动控制的基本特点是实时稳定和全天候运行，时间精度要求与格林威治标准时间，保持致。现行的自动授时控制系统，大多采用计算机本身的时钟系统为标准时间源而同步被控对象或系统的时间，但由于计算机本身的守时性不好，容易因为时间不准确而造成系统混乱。可见，要实现稳定可靠的自动授时控制系统，采集和引用标准可靠的时间源对于提高整个时间控制系统的质量具有十分重要的保证作用。针对这时控需求，采用授时作为标准时间源格林威治时间来校正系统时钟，可使系统完全达到全球性全天候和高精度的时间同步。因此本文采用了授时的设计。授时模块采用了公司的模块。模块是款高性能低功耗小尺寸易于集成的模块。它以芯片为核心，可以同时接收颗卫星信号，定时精度达到千分之秒。的结构示意图见图图模块结构图的使用也十分的方便，它使用与进行通信，使用只需要与连接和即可。电路设计原理图见图图模块电路设计原理图二〇五年五月十日星期电路在电力系统故障发生时，录波设备需要将电力故障波形数据记录下来，并及时通过网络传输给远程监控子系统。但这其中有个问题，就是远程监控系统的可靠性问题。如果远程监控子系统工作正常，就能顺利接收录波设备发送来的故障数据但是如果远程监控子系统出现故障，如死机或断电等情况，则不能保证故障数据的完整接收，因此应当考虑在这种情况下保证故障数据不丢失的解决措施。可以采用将故障数据事先保存的方法解决远程监控子系统故障而导致的数据传输丢失问题。录波设备本身利用非易失性存储器将数据事先保存后，建立与远程监控子系统的网络连接并传输数据，如果与远程监控子系统网络连接正常，则继续上传故障数据，如果网络连接失败，说明远程监控子系统故障，暂时停止传输故障数据，等待段时间后重新连接远程监控子系统，如果仍不能连接，则继续等待，如果连接成功，则继续传输。这样就能防止故障数据的丢失。芯片包括片上高速单电压存储器，但是容量较小，只适合用于存储的程序代码。因此需要外扩存储器。读写速度快随机存取成本低，十分适用于数据存储。本文选用三星公司出品的芯片，这是款容量为的存储器。电路设计原理图如图所示图电路设计原理图总线通信，全称为，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之。是种多主方式的串行通信总线，可提供高达的数据传输速率，这使得实时控制变得非常容易。另外，硬件的检定特性也增强了的抗电磁干扰能力。因此，总线通信在工业环境中被广泛的应用。芯片的模块包括内核存放报文的报文处理器控制寄存器及模块接口。内核完成规定的通信功能，的最高通信速率可以通过编程设定，最高可达。内核与物理层的连接通过专用的硬件收发器，本文选用公司的电压总线驱动器芯片。为了能够在网络上通信，每个报文对象都要进行配置，报文对象和屏蔽码都保二〇五年五月十日星期存在报文中，屏蔽码用于对接收到的报文进行接收过滤。所有与报文处理相关的功能都在报文处理器中实现。这些功能包括报文的接收过滤内核与报文间的报文传输报文发送请求的处理以及模块中断的产生。的模块寄存器主要用于控制和配置内核报文处理器，访问报文。通过模块接口，可以直接访问的模块的寄存器。图为的外设模块图图芯片的模块结构图总线驱动器外围电路如图所示，电路中也增加了去噪抗干扰电路。图外部驱动器电路设计原理图信号处理模块与通信调度模块接口信号处理模块与通信调度模块间的数据交换问题实际上就是处理器间通信的问题，本文设计里的处理器分别是指处理器和处理器。常用的多处理器间通信的方式主要有嵌入式接口方式和双端口互连方式。