作者：淮阴工学院 金 鹰 越建洋 严云洋 来源：《国外电子元器件》

分布式电网参数监测系统的设计 摘要：介绍了分布式电网参数监测系统的结构以及下位机的硬件设计。给出了利用该系统实时检测电网三相电压、电流等运行参数以及通过dft检测有功功率、无功功率和电网中电压、电流各类谐波分参量的测量原理，以及计算电网负载大小及非线性度的计算方法。 关键词：分布式 电网 监测 dft 1 引言 为了保证电网的安全运行和了解电网运行的状况，需要对电网的各种运行参数（如三相电压、电流、有功功率、无功功率等）进行实时检测，以得到电网中电压、电流以及各类谐波成分的参量，计算出电网负载的大小及共非常性度，以便于进行无功补偿。 在电网参数测量方面已经有了基本的测量算法，但目前在实际应用中，在测量方法或测量原理以及a/d转换器的选择等方面还有些欠缺，主要体现在以下方面：

●在测量方法上，通常采用直流采用，这种方法虽然简单，但测量精度会受到整流电路的影响。 ●在测量的关键部件之一——a/d转换器的选择上，通常多路公用一个a/d转换器，这样难以避免采用孔径时间以及器件的不同引起的误差。 ●在测量原理上，有些装置假设工频信号为理想的50hz正弦波，这样就忽略了谐波信号的影响。 本文介绍的监测系统可对交流信号进行实时采亲，并可测量和处理到16次谐波，利用ti公司最新推出的六路同时采样高速ads7864可以对电力线的三相共六路信号进行同时采样，然后将现场数据处理后通过串行口传送到中心监控室的pc机上进行二次数据处理。

2 系统结构 该系统采用分布式计算机方式，下位机主要由单片机atm89c52及可对六路同时采样的高速a/d转换器ads7864构成，并用于完成现场的信号采样及数据处理；上位机是pc机，用于完成数据的二次处理；上位机与下位机的通信采rs-485标准，系统结构如图1所示。图中，g485a用来完成rs-232与rs-485的转换，而max3082则用来完成rs-485与ttl的转换。 3 系统下位机的硬件结构 该系统下位机的电路结构如图2所示。它主要包括电压电流信号的采样电路、滤波电路、信号调理电路、a/d转换电路、无功补偿的控制电路、串行接口电路以及单片机at89c52等。 3.1 滤波及信号调理电路 系统中的滤波器选用max274，它可用作四阶低通波滤器。该滤波器的输出信号范围为-5v～+5v，而ads7864的模拟输入信号范围为0～+5v，因此需要进行信号的调理。图3所示是其调理电路。 3.2 快速6通道双12位a/d转换器ads7864 ads7864是德州仪器（ti）burr-brown产品部最新推出的业务最快速的6通道全差分输入双12位a/d转换器。这种模数转换器能以500khz的采样率同时进行六通道信号的采亲。ads7864的六路输入通道可以分成三对，以分别用于电网的三相电压和三相电流的输入，并可将模拟信号转换成dsp或微处理器所需的数字信号。输入到片内六个采样-保持放大器的信号经过全差分可在adc输入期间保持，以使其在50khz时仍然提供高达80db的良好模抑制比，这一点对高噪声时的输入噪声抑制可起到非常重要的作用。另外，ads7864特有的并行接口能够与六个fifo寄存器进行连接，从而可以更快速地捕获数据。

ads7864的内部结构加图4所示。使用时，可将ads7864的采样保持信号holada，holdb，holdc全部与单片机的p1.0引脚连在一