配电变压器电能质量监测底层软件研究与实现

随着非线性负荷的广泛使用,用户对电网的污染日益严重,电能质量问题日趋突出。另一方面,大量精密设备对电能质量的敏感程度越来越高,电力用户对电能质量也提出更高的要求。因此如何提高电能质量,成为了供用电双方共同关注的焦点。配电变压器将电能直接分配给低压用户,是供用电双方联系的纽带。因此对配电变压器电能质量的监测可以从源头上确定电能质量干扰源及分布特性,以便分清责任,进行针对性的治理。 本文首先介绍了电能质量的基本概念、分类、国家标准以及电能质量的主要分析方法,进而详细分析了稳态电能质量指标和暂态扰动的检测方法。 在谐波检测中,利用FFT插值算法在短数据窗时的频率测量仍然很高的精度这一特点,提出基于汉宁插值算法的软件同步采样技术,以实现用较少的数据窗(4个周波)即可达到高精度的谐波测量。 利用差分法对常见扰动进行判断。设计了详细的算法流程来对扰动的起始时间和持续时间进行检测。由于p-q-r变换能够实时计算参考电压,可以省去硬件锁相环,因而本文使用p ? q ? r变换进行电压暂降特征量的提取 最后,本文设计基于LPC2136控制器的电能质量监测终端,分析了硬件结构及主要软件模块的设计,并在LPC2136处理器上用ARM汇编语言编制高效的基4-FFT程序,提高算法的执行效率。通过大量实验对电能质量主要指标进行检验,实验结果表明该电能质量终端精度较高。