电力系统中,为了掌握电力设备在进行交接、大修及运行过程中的状态,需要对其相关电气量进行采集、分析和计算,其中暂态过程的电气参数尤为重要。并且目前的电力系统暂态保护和故障分析等方法也大多都是基于故障暂态电气量的分析。因此,电力暂态信号的采集与录波单元的研制有着十分重要的意义。 本文在分析现有数据采集与录波单元的基础上,开发了用于电力暂态信号的采集与录波单元。 设计的硬件电路分为五个部分:DSP、A/D转换、电源管理、信号调理和外设通信接口,前四个部分已经完成开发。根据电力暂态信号采集和处理的实际情况,选用TMS320F2812芯片作为主处理器实现DSP部分,并采用该芯片的内嵌A/D模块来完成对电流电压的同步采样。考虑到USB接口器件的便携性和传输数据的高速性,选用其作为外设通信接口。为使采集的电流电压幅值达到所能采样的范围,采用由互感器和运放组成的信号调理电路来对其进行变换。 软件算法方面,所设计的主程序和中断响应程序主要完成单元的初始化配置、中断采样、录波程序以及传输数据等工作,为了增强软件的可读性和可移植性,采用C语言实现主程序和中断响应程序。数据处理程序包括有效值、功率以及功率因数等基本电气参数的计算和快速傅立叶变换,为了实时监测电网参数,并及时判断是否启功录波程序,要求数据处理部分算法具有好的实时性,因此基于TMS320F2812汇编指令系统实现该部分算法。 最后,将三相标准电力校正源接入采集录波单元,对其中的模数转换模块、数据处理模块、录波程序、UART通信以及USB通信模块工作状态进行验证。测试结果表明,该系统运行稳定,满足电力暂态信号采集和录波的要求,具有一定的实用价值。