基于ATmega128单片机的电力系统交流采样技术的实现

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6 I9 F  R! I# S* _) {. 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
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.

$ `4 D  o- c7 T  F! _[关键词]ATmega128交流采样 数据采集电力 监测

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
1 k3 E! ^  L* B0 x! T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。
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
2 C% ~, o5 R2 ^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。
: M( `9 e# G& l" y$ ~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
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
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。
1 X9 N9 q  b) H' B- N& O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
# J! }5 Z2 t4 B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
; V/ d0 R2 ]! C  l: P, P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
/ T5 }# b, i$ ^8 K7 a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
! P- G, {+ i' A0 Z& A8 }* x3 ]5 G( q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。
( n" j) y( f* D2 [* m+ s; N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.
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
力参数有着较好的精确度和稳定性。
一、交流采样原理
+ A# B% L: n8 _  x  R有功功率离散化公式
电流采样算法
/ O/ _4 C' L" I& T0 q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
3 ]! ]5 b" o" `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
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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