基于ATmega128单片机的电力系统交流采样技术的实现

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8 Q1 V" `2 }2 e! D" ][摘 要]系统采用ATmegal 28单片机实现电力参数的交流采样,通过LCD显示器显示频率、电压、电流的实时值,具有过电流、过负荷、过电压、欠
/ [! E0 U9 U, x2 ~) u电压和绝缘监视功能。采用交流采样方法进行数据采集,通过算法运算后获得的电压、电流、有功功率、功率因数等电力参数有较好的精确度和稳定性.
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[关键词]ATmega128交流采样 数据采集电力 监测

2 x# W2 l; c) K+ c; f4 K% |随着电力系统的快速发展,电网容量的扩大使其结构更加复杂,实时监
控、调整的自动化显得尤为重要;而在电力调度自动化系统中,电力参数的测
量是坡基本的功能。如何快速、准确地采集各种电力参数显得尤为重要。
6 ?+ X3 `( R- Y  Z- x在实现自动化的过程中,最关键的环竹足数据采集。根据采集信号的不同,可
分真流采样和交流采样两种。直流采样,顾名思义，采样对象为直流信号。
它是把交流电压、电流信号经过各种变送器转化为0~5V的直流电压,再由
0 R" V$ Y& Z! s/ ^6 b' {; M各种装置和仪表采集。此方法软件设计简单,对采样值只需作一次比例变换
# `8 e2 p  p: }' V, m即叮得到被测量的数值。但真流采样仍有很大的局限性:无法实现实时信号
# z4 J5 O8 |/ y! k的采集;变送器的精度和稳定性对测最精度有很大影响:设备复杂,维护难等。
交流采样是将.二次测得的电压、电流经高精度的CT、PT变成计算机可测量
的交流小信号,然后再送入计算机进行处理。由于这种方法能够对被测量的
瞬时值进行采样,因而实时性好,相位失真小。在该装置的设计过程中我们对
影响漏电保护性:能的其他因素也给予了充分的考虑如在电磁兼容性方面,采
) q" Q; g7 V- `. c& G' b用了有源滤波电路滤[出信号中的谐波分量，电源滤波器泄出电源通道的电磁干
' s) u' G! |) ]- \- n8 |5 h扰信号,同时使用数字移相的方法克服由互感器角误养产生的影响。它用软
件代替硬件的功能又使硬件的投资大大减小。随着微机技术的不断发展，交
7 o: ?0 D, ~1 B; H" o; u, t# j! a流采样必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的直流采样方法。
) v. O& ]7 h$ t  _% x  J本系统采用ATmegal28单片机实现电力参数的交流采样。通过LCD显示.
2 l8 M# Q- e3 R- a' H7 ^" j( n器显示频率、电压、电流的实时值，在过压30%、欠压30%时进行声光报
8 c* J5 h# R* c5 A6 }警,并能定时打印电压、电流及频率值。实践证明，采用交流采样方法进行
数据采集,通过算法运算后获得的电压、电流、有功功率、功率因数等电
力参数有着较好的精确度和稳定性。
. }' B7 f3 k! u9 [一、交流采样原理
5 T- D# W! I0 L& b) y+ N有功功率离散化公式
电流采样算法
由于变送电路送入微机系统的信号为半波信号,所以本系统采用半周积分
6 p9 J# n5 ~: D, R  i算法。该算法的依据是-个E弦量在任意半周期内的绝对值的积分为-一个常
' H3 ~7 |/ [0 a# O# m% H5 g1 s数S,且积分值S和积分的起始点初相角a无关。电流有效值算法公式如下:
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系统采用ATmegal 28单片机实现电力参数的交流采样

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