基于ATmega128单片机的电力系统交流采样技术的实现

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* z. j, e% r2 @6 k[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
+ B/ }% r: S* D2 e1 I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.

[关键词]ATmega128交流采样 数据采集电力 监测

9 ^" I- G6 k7 h( r# 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。
$ s9 k2 ~+ J& ]/ B$ t; |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。
+ k% E' u$ a% i  l% H9 w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
4 T: b1 W  g6 k8 D8 q  O( ?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
# L6 V: i6 c! G6 T/ b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
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
5 N! ~7 L6 D) M/ l7 U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
$ {! z9 x9 I' n$ `) R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
- M9 y: W+ u8 H8 k2 T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
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
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。
% j3 v. d* a& w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.
' \1 l! O& e: h* q. j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
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
" J8 p9 k# K; R$ L6 o. _力参数有着较好的精确度和稳定性。
一、交流采样原理
+ f, K: Z3 }. @8 a有功功率离散化公式
电流采样算法
% c7 ]6 v% Z7 \( D4 a. N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
9 r/ e. R+ t" ?! U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
" ?: ]+ }1 D& @" @# j- L+ u6 m# n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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