电能质量检测装置设计开题报告

电能质量检测装置设计

开 题 报 告

2011届

电能质量监测装置设计

学生姓名 王 镭

学 号 07104106

院 系 数理信息学院

专 业 电子信息工程

指导教师 朱敏杰

填写日期 2010年12月30日

电能质量检测装置设计

开题报告的内容（仅供参考，但第五、六、七三部分内容不可少）

电能质量检测装置设计

我国的电能质量检测还处于初级阶段，我国的质量检测的研究方向主要有以 下几点：1 ○.电压波动和闪变 2 ○.供电电压允许偏差 3 ○.公用电网谐波 4 ○.三项电压允许的不平衡度 5 ○.电力系统频率允许偏差 6 ○.暂态过电压和瞬态过电压

从我国电力系统目前的发展水平后和保护供电双方权益的角度看，这些标准 时比较现实和易于操作的。但随着国际贸易的发展和各国间技术交流的需要，标 准的国际化趋势是不可避免的。技术的发展

,新情况的出现，国际标准的变化， 使得我国电力工作者不仅需要对现有的 6 项标准进行进一步的完善和修改，还要 根据实际情况研究制定制定其他的标准。 二、研究的基本内容，系统总体设计框图 STM32F103 是低成本、 高性能的 32 位 Cortex-M3 架构的 ARM 单片机， 具备 良好的市场发展前景，学习并应用该款芯片对于以后的工作会有很大的帮助。 在本次课题研究中，我将学习并应用其中的部分外设，主要是 ADC 模块。 将处理后的电压电流信号采集转换，经处理后输出到外部的 12864。由于不易实现手工焊电路，本次课题将直接借助开发板，下面介绍本次课题主要模块：

1. 放大电路设计：由于输入的信号电压过大，不能直接接入单片机，必需 通过放大电路，调整电压值到单片机支持的范围内。 2. stm32f103 上的外设的 ADC 模块的编程，ADC 模块用于采集模拟信号 并将其转换为数字信号，供系统直接使用。 3. LCD 12864 模块的硬件、 软件设计： 12864 接入 stm32f103, 将 实现 12864 能显示曲线的功能，同时兼备了显示功能切换的功能。 4.最后，完成 stm32f103 内所有计算的程序，这是最重要的部分，其中要 完成以下指标: a.实现将采集到的电流、电压的模拟信号转换成数字信号后，精确计算他 们的有效值， 测量交流输入电压有效值。 1. 频率： 50Hz; 测量范围： 100~ 500V;准确度：±1%。 b.测量交流输入电流有效值。频率：50Hz;测量范围：10~50A;准确 度：±1%。 c.测量并显示有功功率 P、无功功率 Q、视在功率 S 及功率因数 PF。 d.在测试 5 组交流电压、交流电流有效值过程中，能显示它们的最大值 和最小值。

电能质量检测装置设计

e.测量交流输入电压频率，1 精度为±0.5%。 f.采用 LCD 显示，能够同时显示一个周期的输入电压、输入电流曲线。 (选做) g.测量电压和电流的各次谐波含量和谐波有效值。(注意此项的测试方 案)

三、研究(工作)步骤、方法及措施(思路)/论文主体纲要 由于本设计成果将是直接可被使用的成品，要求具备在市场的生存能力，因 此在初期，必须清楚各个设计标准和电能质量监测的对象。在对课题有所了解后， 完成外文翻译、文献综述、开题报告等基本内容并开题。之后，查看基本硬件的 基本资料，尤其是 stm32f103,在清楚基本的性能后，还要适当的复习固件库的 开发方法。之后开始硬件设计、软件设计，最后完成设计报告并结题。具体步骤 如下： 1. 2. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 查看相关资料，了解电能质量监测目的、分析电能质量监测的主要对象。 查看电能质量国内外相关标准,了解发展现状 。 复习电路、模电、数电等相关知识，为

后面硬件部分的建模打好基础。 复习 C 语言相关知识，为后面软件部分的编程打好基础。 查看 stm32f103 的资料，复习固件库的使用方法。 收集与毕业设计研究方向相关的外文资料，并将其翻译成中文。 对收集来的相关资料进行整理，熔入自己的理解与观点，写出文献综述 写出开题报告，进一步明确任务，确定研究方向。 前端硬件的设计，设计完成放大电路，将 100V~500V 的信号采集处理后，

并留有可直接接入 stm32f103 的 ADC 的输入的端口。 9. ADC 模数转换模块软件设计。

10. LCD 12864 液晶模块软件设计，实现自定义曲线的绘制及显示项目切换 的功能。 11. 将 10 的接口信号接入 ADC 的输入端，并使装换后，能将其波形在 LCD 上绘制出来。 12. 调整代码实现电压、电流有效值等测量的精度标准。 13.实现能测量电压和电流的各次谐波含量和谐波有效值。 14. 完成设计报告。

电能质量检测装置设计

四、课题研究工作进度计划 2010.9.20 2010.9.21~2010.10.10 2010.10.11~2010.11.10 2010.11.11~2011.1.10 2011.1.11~2011.3.31 2011.4.1~2011.5.10 2011.5.11~2011.5.28 作，参加答辩 2011.5.29~2011.6.2 结 2011.6.3~2010.6.5 文档 五、主要参考文献[1] 骆晓明、杨剑、施云飞.基于 DSP+ARM 的便携式电能质量分析仪设计[J].现代电子技 术,2010,33(5) [2] 周立功. ARM 嵌入式系统实验教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2004. 1~293 [3] 范书瑞, 赵燕飞, 高铁成. ARM 处理器与 C 语言开发应用 [M]. 北京： 北京航空航天大学出版社， 2008. 1~309 [4] Samsung Electronics.K9F1 028 user’S manual[S].2001 [5] Hynix.HY57V561620CT user’s manual[S].2004 [6] Samsung Electronics.$3C241 0 user’s manual[S].2004 [7] 李驹光，聂雪嫒，江泽明等.ARM 应用系统开发详解[M].北京： 清华大学出版社，2003 [8] 于明，范书瑞，曾祥烨.嵌入式系统设计与开发教程[M].北京：电子工业出版社，2006 [9] 寇戈等.模拟电路与数字电路[M].北京：电子工业出版社，2004 [10] 吴丙申，卞祖富.模拟电路基 tiltl[M].北京：北京理工大学出版社，1997 [11] 胡铭，陈珩.电能质量及其分析方法综述[J].电网技术：2000,24(1):36-38 [12] 李迎春， 孙友伟. 基于 CS8900A 的电力监控系统以太网接口设 if[J]. 西安邮电学院学报， 2004,9(3):38-40 [13] 中华人民共和国国家标准，电能质量供电电压允许偏差[M].北京：中国标准出版社， 1991

指导教师给学生下达任务书 查阅文献，并完成外文翻译 阅读文献，完成文献综述 完成开题报告并开题 完成系统理论设计、实际装配和调试 撰写毕业设计修改并定稿 毕业设计送评阅人审阅,做好答辩的准备工

根据答辩意见进一步完善设计，完成业务总

按要求上交毕业设计相关的纸

质档案、电子

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[14] 中华人民共和国国家标准，电能质量公用电网谐波[M].北京：中国标准出版社，1994 [15] 中华人民共和国国家标准，电能质量三相电压允许不平衡度[M].北京：中国标准出版 社，1996 [16] 中华人民共和国国家标准，电能质量电压波动和闪变[M].北京：中国标准出版社，2000 [17] 中华人民共和国国家标准，电能质量暂时过电压和瞬态过电压[M].北京：中国标准出 版社，2002 [18] 孙树勤.电压波动与闪变[M].北京：中国电力出版社，1996 [19] Bollen MHJ.Understanding power quality problems,voltage sags and interruptions[J].IEEE PRESS Piscataway.New Jersey,2000,1 6(8):23—28 [20] 侯朝焕，阎世尊，蒋银林.实用 FFT 信号处理技术[M].北京：海洋出版社，1990

六、指导教师审核意见 对学生前期工作(外文文献翻译、文献综述)的完成情况、毕业设计的准备 工 …… 此处隐藏：2006字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……