1、毕业论文开题报告 电子信息工程 电能参数测试仪的设计 一、课题研究意义及现状 随着现代科学技术的发展，造成电能质量问题的因素不断增长，如以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等；另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高。上述问题的矛盾越来越突出，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大。电能质量直接关系到国民经济的总体效益。对供电质量及可靠性的要求日益提高是和用户的工艺过程水 平的发展相联系的。近代科技进步又促进生产过程的自动化和智能化，对电能质量提出了更高更新
2、的要求。一个计算中心失去电源 2s 就可能破坏几十小时的数据处理结果或上百万元的经济损失。在大型机器制造厂， 0 1S 的电压突降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。当今自动化设备控制的连续精加工生产线，它们对配电系统中的干扰异常敏感，几分之一秒的不正常供电就可能在工厂内部造成混乱，其损失是难以估量的。这些用户对不合格电力的容许度可严格到只有 I 2周波。现代化的商贸中心、银行、医院也是如此。谐波的严重危害和所造成的损失经常被人们所 提及，而无人值守变电站中计算机系统突然出现的死机现象，大多属于电能质量问题。 在我国，虽然总体经济和技术水平还比较落后，但在部分经济发达地区电能质量问题的影响已比
3、较突出。而且，由于各种原因，在供电可靠性和电网电压幅度的稳定水平等指标上，我国的情况尤其落后。如何提高和保证电能质量，已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一。而建立和实施电能质量综合监测系统是提高电能质量的一个重要技术手段。国际上，许多发达国家和地区已就此课题作了大量的研究，并取得了实际的经验。 设计电能参数测试仪对电能质量的监测和调查研究 ，对配电网络的运行状况和电能质量的提高和改善具有重要的意义。 国内对电能质量测量的研究起步较晚，使用的电能质量测量装置功能单一，只能实现对某种电能质量指标的测量，多数不具备综合测量、分析、判断功能，对电能质量在线监测没有得到广泛应用，电能质量的异常
4、现象不能及时发现，而产生严重的后果。必须采用先进的技术手段，对多种电能参数进行综合监测。电能参数测试仪的传统设计大多采用工业计算机配备数据采集卡来实现电能质量的数据采集和分析，主要针对稳态指标进行检测，系统的实时性难以保证，智能化和网络化水平也不高。传统设备主要缺 点是成本高、通用性差、远程通讯能力有限，不具备分析能力抗干扰差、不具备对瞬时扰动和暂态谐波的跟踪和捕获能力，不具备实时分析能力。 二、课题研究的主要内容和预期目标 研究内容： 1.电能参数测量原理和方法 2.系统的硬件电路设计，包括电源电路、信号采样电路、 A D 转换电路、 485 通讯电路、数据存储电路等 3.下位机单片机程序设
5、计，包括 AD 采样程序、 FFT 程序、按键与 LCD 显示程序等 预期目标： 能测试市电的电压、电流、功率、功率因数以及高次谐波、波形畸变程度 1.电压、电流测量分辨率 0.5V/A ，误差 0 .5% 2.功率、功率因数测量分辨率 1W ，误差 1% 3.能测量 5 次以内的谐波分量 三、课题研究的方法及措施 课题研究方法：做实验 措施：寻找相关资料，通过实验进一步掌握电能参数测试仪的工作原理。 画出控制系统构成图、流程图、接线图 ，通过模块化的电路一步一步实现目标。当各个模块实验成功后进行组合，开始编写程序，编写程序注意分类，有梯度。实验过程中逐步完善研究方法和措施。系统设计框图如下：
6、 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月 15 至 2010年 4月 2日。 第一阶段 2010 年 10 月 15 日至 2010 年 11 月 10 日： 分析任务，收集资料，系统总体方案设计 。 电源模块 电压、电流采样模块 A/D 转换 数字滤波 PC 机串口 编程接口 显示模块 按键模块 晶振 单片机 485 通讯模块 2010 年 11 月 10 日至 2010 年 11 月 20 日：完成 文献综述 、 外文翻译 。 2010 年 11 月 20 日至 2010 年 12 月 4 日：完成开题报告、开题答辩。 第二阶段 2010 年 12 月 5 日至 2
7、010 年 12 月 30 日：确定硬件电路设计，并焊接成型。 2011 年 1 月 4 日至 2011 年 1 月 20 日： 软件程序设计 。 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 3 月 30 日：撰写毕业论文，做好毕业设计答辩的准 备。 五、参考文献 1 肖湘宁 .电能质量分析与控制 M.北京 :中国电力出版社 ,2004. 2 Hidalgo.R.M.A simple adjustablewindow algorithm to improve FFT measurements. IEEE Transction on Instrumentation Measurement. V
8、OL.51.FEB, 2002. Pages:31-36. 3 王忠显 .智能化电能参数测试仪 J.煤炭技术 ,2003(3):23-24. 4 王健 ,凌滨 .基于 DSP 的交流电能参数测量的设计 J.电测与仪表 ,2008(5):23-25. 5 丁屹峰 ,浩忠 .电能质量检测技术现状及发展 J.中国电力 ,2004(7):12-13. 6 孙可 .电能质量分析方法与控制技术探讨 J.能源工程 ,2004,(4):13-16. 7 毛 晓 波 , 吕建 .电 力 参 数 的 交 流 采 样 技 术 及 软 硬 件 设 计 研 究 J.仪 器 仪 表 学 报 2001,22(z1):195
9、-198. 8 Book Chapter.Simple RS485 Network with MicrocontrollersJ.Microcontrollers in Practice 2006,18:163-172. 9 彭宏伟 ,边志远 ,李翠霞 .基于 RS485总线的 PC机与单片机串行通信系统的设计与实现 J.大地测量与地球动力学 2009,29:123-133. 10 钱志俊 .混合有源滤波器的数字控制技术 D.浙江大学电气工程学院 ,2007,5. 11 肖雁 鸿 ,毛筱 ,周靖 林 ,姜 会霞 ,彭 永进 .电力 系统谐 波测 量方 法综述 J.电 网技术2002,26:61-64. 12 孙立成 .谐波对电能计量影响 的研究 D.东北电力大学 ,2008,3.
