基于dsp的電網諧波電能測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于功率測量技術領域，尤其是一種基于DSP的電網諧波電能測量裝 置。
【背景技術】
[0002] 電力電子技術的出現及發展，使得大量非線性負荷產生并聚集，諧波大量注入電 網，使得電力系統電壓、電流波形產生畸變，繼而造成電網容量的浪費。電能計量是電力系 統收費的依據，而電網中大量諧波的存在，會產生計量誤差，給電力部門和電力用戶造成不 小的經濟損失，從而影響電網的經濟運行。因此，充分認識諧波對電能計量的影響，采用針 對諧波功率而設計的電能計量方法，研制出新型電能表對整個電力行業有著深遠的影響。 目前市場應用的電能計量表大多只是針對基波電能而計數收費的，造成無法將基波電能與 諧波電能分開，存在不能對含有濾波電力系統準確計量的問題。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于DSP的電網諧波電能 測量裝置，解決了現有電能表對含有濾波的電力系統不能準確計量的問題。
[0004] 本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：
[0005] -種基于DSP的電網諧波電能測量裝置，包括開關電源模塊、信號采集模塊、信號 處理模塊以及人機接口模塊；開關電源模塊與信號采集模塊、信號處理模塊以及人機接口 模塊相連接并為其供電；所述信號采集模塊輸出信號送至信號處理模塊，所述信號處理模 塊的輸出端與人機接口模塊相連；所述信號采集模塊由互感器、信號調理電路和濾波電路 依次連接構成；所述信號處理模塊包括DSP模塊及與其相連的鎖相環電路和數據存儲模 塊；所述鎖相環電路由放大器、相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器和除法器依次相連構 成，米集模塊輸出的信號和放大器相連，除法器輸出端的輸出信號和相位比較器輸入端相 連，實現跟蹤電網頻率的功能。
[0006] 而且，所述人機接口模塊由液晶顯示器和物理鍵盤構成，該液晶顯示器采用 SED1335系列模塊。
[0007] 而且，所述互感器包括三相電壓互感器和三相電流互感器，該電壓互感器使用 HPT303模塊，該電流互感器采用ΑΚΗ-0. 66模塊，所述信號調理電路采用LF258運算放大器， 所述濾波電路為截止頻率為I. SKHz的低通濾波器。
[0008] 而且，所述數據存儲模塊采用X5045芯片。
[0009] 而且，所述DSP模塊采用TMS320F2407系列模塊。
[0010] 本實用新型的優點和積極效果是：
[0011] 1、本實用新型采用DSP模塊采集到電網電壓、電流信號的一個離散序列，能夠定 量分析出非線性負荷產生的諧波源向電網輸送的各次諧波電能；能夠保證在電網頻率不穩 定的情況下采樣點的間隔隨著電網頻率跟蹤的結果而變化，提高了測量的準確性，解決了 現有電能表對含有濾波電力系統不能準確計量的問題。
[0012] 2、本實用新型對于三相四線系統，需要測量三相電壓、電流，同時為了實時監測中 線故障，也要測量中線電壓，所以共有7個待測量，該裝置內置DSP芯片本身具有16通道10 位的A/D轉換功能，滿足功能，且信息調理電路使信號幅值滿足DSP的A/D引腳所需電平大 小，省去了專門A/D轉換芯片，以及在A/D轉換芯片和DSP之間設置的電平轉換電路，大大 簡化了結構，降低了成本。
[0013] 3、本實用新型采用TMS320LF2407芯片的DSP，擁有多達40多個通用輸入輸出，可 以大大簡化硬件結構、體積，提高系統穩定性和可靠性。
[0014] 4、本實用新型采取的是集成電路基礎上的鎖相環，其特點是電源電壓范圍寬，輸 入阻抗高，動態功損低。
[0015] 5、本實用新型采用存儲模塊存儲數據，避免因斷電等誤操作造成數據丟失等情 況。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型的整體電路方框圖；
[0017] 圖2是鎖相環電路的電路原理方框圖；
[0018] 圖3是DSP模塊與液晶顯示器、物理鍵盤連接電路圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述：
[0020] -種基于DSP的電網諧波電能測量裝置，如圖1所示，包括開關電源模塊1、信號采 集模塊2、信號處理模塊3以及人機接口模塊4 ;所述信號采集模塊2輸出信號送至信號處 理模塊3,信號處理模塊3的輸出端與人機接口模塊4相連，所述開關電源模塊1與信號采 集模塊2、信號處理模塊3以及人機接口模塊4相連接并為其供電。
[0021] 所述信號采集模塊2包括互感器201、信號調理電路202和濾波電路203 ;互感器 包括三相電壓互感器和三相電流互感器，電壓互感器選用型號為HPT303,電流互感器選用 型號為ΑΚΗ-0. 66。由于互感器所采樣的信號為雙極性且幅值較小的信號，不能滿足A/D轉 換引腳需求，因此，互感器采樣的信號送到需要送入信號調理電路中，由信號調理電路內部 型號為LF258的運算放大器將信號整體抬升到0到3V以內，從而滿足DSP中A/D轉換引腳 信號電壓，運算放大器輸出端接至濾波電路輸入端，在本實施例中，濾波電路為截止頻率為 I. 8KHz的低通濾波器，將高頻分量略去。
[0022] 所述電源模塊1提供+5V以及+3. 3V兩種電壓，+5V為信號調理電路中的運算放 大器、濾波電路供電；+3. 3V為鎖相環電路、DSP芯片、物理鍵盤及液晶顯示器提供供電和提 供參考電壓。
[0023] 所述信號處理模塊3包括鎖相環電路、DSP模塊和數據存儲模塊三部分；如圖2所 示，鎖相環電路301由放大器、相位比較器、壓控振蕩器（VCO)、低通濾波器和除法器組成； 三相電壓互感器、三相電流互感器所獲得輸入信號經信號調理電路及濾波電路接至信號輸 入端，在放大器中完成放大、整形后連接到相位比較器的一個輸入端，相位比較器的另一輸 入端信號取自壓控振蕩器輸出的比較信號Uo,兩輸入端信號作比較產生誤差電壓Ul從相 位比較器輸出端輸出，此電壓大小正比