基于DSP的电压闪变监测系统设计与实现

基于DSP的电压闪变仪设计的开题报告1. 研究背景随着工业化和城市化不断推进，电网负荷和用电设备不断增加，电力系统中电力质量问题日益突出。

其中电压闪变是电能质量中一个常见的问题，会给设备带来非常严重的影响。

为了保证电力系统中电能质量的稳定，需要对电压闪变进行有效的监测和控制。

2. 研究目的本文旨在设计一种基于DSP的电压闪变仪，通过该仪器实现电压闪变的监测和控制，提高电力系统中电能质量的稳定性。

3. 研究方法本文将采用嵌入式系统开发的方法，基于DSP芯片设计电压闪变仪的硬件电路并编写软件程序实现电压闪变的监测和控制功能。

硬件设计将包括采样电路和滤波电路，软件部分将包括CPU程序和人机界面程序。

4. 研究内容1）电压闪变的定义和影响分析；2）基于DSP芯片的电压闪变仪的硬件设计；3）基于DSP芯片的电压闪变仪的软件设计；4）电压闪变的检测方法和结果分析。

5. 研究意义本文设计的基于DSP的电压闪变仪，可以有效监测电力系统中的电压闪变，提高电力系统中电能质量的稳定性，对于保障设备安全运行、降低生产成本、提高经济效益具有重要意义。

6. 研究进度计划第一阶段：完成电压闪变仪的硬件设计，包括采样电路和滤波电路的设计，以及模拟信号转换为数字信号的过程。

第二阶段：完成电压闪变仪的软件设计，包括编写CPU程序和人机界面程序，实现电压闪变的监测和控制功能。

第三阶段：完成电压闪变的检测和结果分析，并进行测试验证，进行实际场景的测试，并进行性能与实际表现的比较和分析。

7. 预期成果完成一种基于DSP的电压闪变仪的设计与实现，具备电压闪变的监测和控制功能，在实现功能的前提下，实现低成本，高精度的方案。

基于DSP的电能质量监测系统设计孙攀;张广明【摘要】Various data indexes for describing the quality of electric power energy are expounded comprehensively, and the currently executed national standard is given. DSP-based monitoring system for the quality of electric power energy has been designed for monitoring and analyzing each item of the indexes of power energy. The circuitry of the hardware is introduced in detail, and the software design procedures and data processing algorithm are presented. The practical application shows that the system is well suitable for the demand of quality monitoring of power energy in electric power system.%系统阐述了电能质量的各个数据指标,并明确给出了现行的国家执行标准.为了对低压电网中的各项电能指标进行监控,设计了一种基于DSP的电能质量监测系统.详细介绍了整个系统的硬件电路,并且给出了软件设计流程以及数据处理算法.实际应用表明,该系统很好地满足了电力系统对电能质量监测的要求.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】5页(P82-86)【关键词】电能质量;DSP;隔离变换;A/D转换;锁相环(PLL);FFT算法【作者】孙攀;张广明【作者单位】南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏南京211800;南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏南京211800【正文语种】中文【中图分类】TN933+.40 引言当今社会，电能已经成为了人类赖以生存的能源之一。

基于 DSP技术的高压输变电设备状态监测研究摘要：当前常用的诊断技术多为红外线成像监测技术、紫外线成像技术。

其中，红外线成像监测技术应用更为广泛，但其局限性也十分明显，红外辐射对固体的穿透能力很弱。

所以，对于一些大型电气设备，或者由于故障引起的加热功率比较小，故障位置离表面太远，这种检测技术难以实现从表面到内部运行状态的相应检测；紫外线成像技术主要用于探测设备表面由于局部放电现象引起的通道碳化和电蚀，这种方法的局限性在于，实际测量的光子数会受到外界环境因素如距离、气压等的影响，结果精度较差。

但由于工艺、技术等问题，状态监测的稳定性也不可靠。

对于大电流大电压环境，监测结果易受辐射、噪声、谐波等干扰，影响监测结果的可靠性。

为此，该研究基于DSP技术设计了新的高压输变电设备状态监测方法，主要针对变压器和避雷器状态展开准确监测。

本文主要分析基于DSP技术的高压输变电设备状态监测研究。

关键词：DSP技术；高压输变电设备；状态监测；变压器；避雷器引言高电压、大容量输变电设备的可靠运行关系到整个电力系统的安全稳定运行，也直接影响着电能质量和供电可靠性。

随着特高压、特高压输电线路的不断开发、建设，我国的输电线路也在逐步实现全覆盖。

因地域辽阔且地理环境多种多样，多数线路运行环境恶劣，当线路或设备出现故障时，很难保证供电的可靠性和稳定性，严重影响人们的正常生活，甚至造成巨大的损失。

有效保证电网的安全运行，成为电力部门迫切需要解决的问题。

1、变压器状态监测变压器的主台、套管、绕组和铁芯是最易发生故障的部位，内耗占总耗电量的10%以下，但其危害远大于外耗。

对变压器进行状态监测主要包括以下几项：互感器油气状态监测分析判断油溶解气故障的主要方法是阈值判断，即将检测到的各种气体成分的浓度与国家标准规定的阈值进行比较，从而得出变压器在运行条件下具有良好的灵敏度。

目前，采用DSP技术对变压器油液中气体进行监测已成为研究热点，该系统不仅能识别气体成分，而且能对复杂的气体成分进行定性和定量的检测。

• 138•35kv 电网以其低能耗的优势受到广泛应用，在运行过程中，受外界环境的影响很容易出现故障。

35kv 电网运行包括5部分，分别为：整流、中间直流储能、逆变、控制以及制动。

及时监测35kv 电网故障，是确保35kv 电网运行安全、稳定工作的重要前提条件。

目前，我国应用的35kv 电网故障监测系统，主要采用主动自报的方式监测35kv 电网中的具体参数，并通过GPRS 传输监测数据。

此系统在实际应用中存在监测精度低的问题，无法实时地动态地精准监测35kv 电网故障。

而DSP 技术作为一种数字信号处理技术，具备覆盖范围广、精度高、耗能低以及成本低廉等优势，在众多数字信号处理技术中脱颖而出。

为此，本文基于DSP 技术设计一种新型35kv 电网故障监测系统，提高35kv 电网故障监测精度。

1 DSP技术DSP 是一种数字信号处理技术，是将信号转换为数字形式，通过专用集成电路，取消监控端数据传输过程中原有的集中器，并在此过程中对数字信号做出相应的处理。

DSP 技术能够直接在GMTS 或者LTEG 网络架构上实现，可以实现多网络部署，为35kv 电网故障监测系统的设计提供了强有力的技术支持。

2 硬件设计2.1 传感器本文设计的传感器型号为POW-5894262，用于测量35kv 电网故障电压、电流等关键参数的实时状态。

传感器内置MPU-90120 芯片，能够有效提高35kv 电网故障监测的数据传感精度。

具体参数指标如表1所示。

表1 POW-5894262传感器参数指标项目参数项目参数最大测量限1500ppm 分辨率3ppm响应时间≤60S 灵敏度（0.010±0.005）uA/ppm监测电压40-60V 监测电流70μA-700mA 压力范围标准大气压±10%监测温度范围﹣20℃~50℃结合表1所示指标，POW-5894262传感器工作电压为2.8~6.5V ，所承受电流值小于40mA 。

电压闪变测量算法的研究与实现毛志芳1周文2毛志强3研究与开发(1．石家庄供电公司，石家庄05005l；2．河北省电力研究院，石家庄050021；3．行唐供电公司，河北行唐050600)摘要随着人们对电能质量要求的提高，电压闪变的测量越来越引起人们的重视。

本文首先简要介绍了电压闪变的定义及测量方法，而后具体分析数字滤波法在M at l a b中的仿真和在D S P芯片T M S320V C33中的实现，结果表明这种算法对于周期性的正弦波波动引起的闪变测量比较准确。

关键词：电压闪变；数字滤波；M at l ab；D SPSt udy and R ea l i zat i on of V ol t age Fl i c ker M e asur em ent A l gor i t hmM ao Z hi f angl Z ho u W en2M ao Zhi qi a n93(1．Shi j i azhuang P ow e r C om pany，Shi j i azhuang050051；2．H e bei E l ect r i c P ow e r R es ear ch I nst i t ut e。

Shij i azhuang050021；3．X i ng t ang Pow er C om pany，X i ng t ang，H ebei050600)A bs t r act W i t h t he i m p r ovem e nt of t he r equi rem ent f or el ect r i c pow e r qual i t y，t he m e asur em en tof vol t a ge f l i cke r iS m o r e and m o r e i m p or t an t．Th i s paper br i ef l y i nt roduc es it s de f i ni t i on andm ea s ur em e nt m et h ods f i r st l y，a nd t he n m ost l y a n a l y s es t he M at l ab s i m ul a t i on and D SP r e al i za t i on ofT M$320V C33as for di gi t al f i lt er m et hod．T he r es ul t i ndi ca t e s t h at t hi s m e t hod i S a cc ura t e for t he f l i cke rm ea s ur em e nt r es ul t e d by pe r i odi c si n e w ave f l uct ua t i on．K ey w or d s：vol t age f l i cker：di gi t a l f i l t er：M at l ab：DSP1引言随着现代科学技术的迅猛发展，一方面。

【关键字】系统基于DSP 的高压电气设备绝缘在线监测系统设计班级：08级电气工程及其自动化学号：0805440姓名：夏摘要为满足电网对高压电气设备绝缘监测的要求，设计了基于数字信号处理（DSP）的分布式绝缘在线监测系统。

采用基于控制器局域网现场总线的 3 层分布式系统结构，解决了集中式在线监测系统模拟信号长距离传输带来的问题。

设计了以DSP 和高精度AD 为核心的现场信号采集单元，集信号调理、数据采集、CPU 控制、算法处理、CAN 总线通信于一体。

系统采用“零磁通微电流传感器”采集信号，使相位测量误差控制在±0.01°以内。

阐述了系统软、硬件的具体实现方法，软件采用模块化设计，将系统按功能模块化划分。

关键词：绝缘；在线系统；监测；电气设备；数字信号处理绪论DSP（digital singnal processor）是一种微处理器，它接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

DSP最突出的两大特色是强大数据处理能力和高运行速度，加上具有可编程性，实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，有业内人士预言，DSP将是未来集成电路中发展最快的电子产品，并成为电子产品更新换代的决定因素。

2 特点及优势:具体而言，与传统的模拟信号处理系统相比，DSP系统具有以下优点：（1）接口简单方便：数字信号的电气特性非常简单，不同DSP系统相互连接时，在硬件接口上容易实现。

而且在数据流接口上，各系统间只要遵循特定的标准协议即可。

（2）精度高、稳定性好：与模拟信号处理不同的是，数字信号处理仅受到两化误差和有限字长的影响，处理过程不引入其它噪声，因此具有较高的信噪比。

另外，模拟系统的性能受到元器件参数性能影响比较大，而数字系统基本不变，因此数字系统更便于测试、调试及批量生产。

（3）编程方便、容易实现复杂的算法：在DSP系统中，DSP芯片提供了一个高速计算平台，系统功能依赖于软件编程实现。

基于DSP的电压闪变同步检测系统
李玮;陈隆道
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2005(042)009
【摘要】针对典型电能质量扰动信号中的电压闪变,设计和实现了基于小波多分辨率信号分解原理的电压闪变同步检测系统.该系统用硬件实现同步电压的提取和相乘积信号的采样,而用软件实现检波功能.用子带滤波器组实现多分辨率信号分解,把信号分解成子带滤波器的输出信号序列,用小波域分解系数检测信号时间、频率、幅度信息.该系统充分利用了DSP芯片运算速度快和专用指令的优点来计算电压闪变值.通过仿真和实际测量证明:该系统是一个较为有效的电能质量分析系统.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】李玮;陈隆道
【作者单位】浙江大学,电气工程学院,杭州,310027;浙江大学,电气工程学院,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.13
【相关文献】
1.基于DSP的无轴承永磁同步电机检测系统设计 [J], 刘强;王云强;孙永波
2.基于DSP的无轴承永磁同步电机检测系统设计 [J], 陶雪峰;谭伦农
3.基于DSP的无轴承永磁同步电机的检测系统 [J], 陈忠
4.基于DSP和光电编码器的永磁同步电机速度检测系统 [J], 王鑫;徐鑫;魏强;封百涛
5.基于DSP 6713的电压闪变检测系统设计 [J], 张兆广;毛成栋;贾红梅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DSP电压闪变在线检测方法及仿真李俊秀;李明旭【摘要】In IEC, on the basis of voltage flicker meter structure diagram , design of voltage flicker meter simulation system , gives the transfer function of each part , and has carried on the simulation to the system in the Simulink .The simulation results show that the design of the flicker meter can realize on -line detection of voltage flicker process , for voltage flicker analysis and power quality control provides a new way .%在IEC电压闪变仪结构框图的基础上，设计了电压闪变仪的模拟系统，给出了各个环节的传递函数，并在Simulink中对该系统进行了仿真。

仿真结果表明，所设计的闪变仪能够实现电压闪变过程的在线检测，为电压闪变的分析和电能质量的控制提供了新的途径。

【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P117-120)【关键词】电压闪变;闪变仪;在线检测;Simulink;仿真;电能质量【作者】李俊秀;李明旭【作者单位】兰州石化职业技术学院，兰州730060;成都传媒集团，成都610041【正文语种】中文【中图分类】TM740 引言现代工业的快速发展，冲击性负荷的不断增多，引起电压波动与闪变，使电能质量日趋下降。

而大量基于微处理器的智能设备，对电网电压的闪变特别敏感，对电能质量的要求越来越高。

基于MAT LAB 的DSP 调试方法在电压闪变仪中的应用马　涛Ξ　程　佳　向　冀(华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003)摘　要:本文简要分析了国际电工委员会(IEC )闪变仪的数字实现方法。

选用无限长单位脉冲响应滤波器(IIR )实现闪变仪中的数字滤波环节。

通过采用TI 公司的T MS320C67系列DSP 芯片设计出电压闪变仪中的数字滤波器。

最后基于Matlab 向目标DSP 中输入原始信号来代替闪变标准源,将所得输出结果与仿真结果对比,表明达到IEC 要求。

关键词:DSP ;闪变仪;Matlab ;数字滤波器 电压波动与闪变是衡量电能质量的重要指标。

电力系统冲击性负荷的增加,加大了电网供电系统电压波动、闪变的严重程度。

随着我国电能质量管理工作的日益完善,电压波动和闪变测量仪器在系统中的应用也越来越多。

近年来依据IEC 推荐的电压闪变测量原理,通过仿真研究给出了IEC 闪变仪的数字化实现方法。

[1]而在基于DSP 的电压闪变仪实现过程中的主要工作是各个环节数字滤波器的设计与实现。

多数开发人员采用先确定算法,然后在Matlab 环境下仿真,最后在DSP 上编写调试程序并最终固化到DSP 目标版上。

这样开发周期长,并且由于闪变标准源的造价过于昂贵,导致一般条件下无法对滤波器性能进行测试,致使无法保证闪变仪的测量精确性。

本文通过Matlab 与CCS 的连接,可实现在Matlab 环境下对目标DSP 的存储器或寄存器数据进行访问,再利用Matlab 强大的分析和可视化工具对其数据进行分析和可视化,[2]对滤波器性能进行测试,以达到要求。

一、IEC 推荐闪变测量原理及滤波器的数字实现IEC 已经公布了闪变测试仪的设计规范,它由UIE 的提议发展而来。

闪变测试仪结构如图1所示。

[3,4]图中各框的相关传递函数如下:图10.05H z 高通滤波器传递函数为HP (s )=s Πω1+s Πω,式中ω=2π0.05s-1。

基于DSP和CPLD的工业用三相电压监测系统设计李静;刘牮;李彧【摘要】现代工业用电环境由于负载的多变性而存在过多干扰噪声.传统的电压监控系统监控手段单一,频率检测多采用硬件检测导致检测精度误差较大.针对此现象设计了一种基于DSP和CPLD架构软硬件结合的工业用三相电压检测系统,并以高精度电流型电压互感器作为采样元件,利用线性拟合法计算电压有效值及使用FFT-Rife算法计算频率,并使用LCD作为人机交互界面.经过测试该系统能实现高精度测量要求,且体积小、方便现场调试与安装,具有一定的实用价值.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】4页(P22-25)【关键词】DSP;CPLD;FFT-Rife算法;线性拟合【作者】李静;刘牮;李彧【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN911.72工业设备的稳定工作直接依赖于稳定的电压，实时电压监控应运而生。

早先的监控模式为纯硬件电路检测，依靠电阻采样、比较器等模拟器件测量电压的有效值以及频率，常受限于器件的响应速度、环境噪声、温度及采样的精度，导致测量结果的不准确，尤其当电网中存在谐波干扰的情况下导致测量出现更大的偏差[1]。

为了提高检测精度以及避免过多使用模拟器件的情况下，设计了一种基于DSP的小型高精度工业电压检测系统，测量功能全部以软件实现，同时带有显示界面，显示测量的有效值与频率。

根据频率及有效值的计算量大的特点选用TMS320F28335为主芯片。

使用高精度电流型互感器TV18采样，并通过外扩RAM增大DSP的存储空间。

电源部分使用TI的DSP专用电源芯片产生所需的3.3 V以及1.9 V，电压有效值测量采用二元线性拟合算法，频率部分采用FFT配合修正后的Rife[2]算法来测量，每一次检测完毕后将检测结果送至LCD显示，整体电路组成如图1所示。