嵌入式电压监测仪表终端的设计数据采集模块(2)
4.7 抑制噪音的方法 23
4.8 提高FFT处理软件速度及精度的几点考虑 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
能源是人类赖以生存和发展的基础。电能作为能源的二次形式，具有经济、方便、可靠等特点，是现代社会运行的主要能源之一。充足、可靠的电力能源是经济高速发展、社会正常运行的基本前提。
目前，随着经济的发展和生活水平的提高，各行各业对电能的依赖性越来越高，对供电电压质量的要求也越来越高。具体表现[1]在：
(1) 供电电压和频率
稳定的供电电压和频率对用电电器的正常工作和使用寿命至关重要，《国家电压质量标准和供电可靠率指标》中对供电电压和频率的稳定性作出了明确的要求。
(2) 供电可靠性
供电可靠性也是一个很重要的方面，如果单位时间内停电次数过多、停电时间过长会影响经济生活的正常运行，《国家电压质量标准和供电可靠率指标》中明确指定了不同地区、不同情况下停电次数和时间的要求
(3) 有功功率、无功功率和功率因数
供电线路中无功功率过大的时候，会导致变送电设备、供电线路、用电设备发热程度增加，还会降低用电设备的实际输出功率、变送电设备的有功输出容量，如果无功功率过大，电网中的电流和电压的相位不同相较大，会产生较为严重的谐波分量，导致电网电压不稳定和谐波干扰增大。因此用户希望供电线路无功功率尽量小一些。
(4) 谐波情况
在供电线路中，电力谐波引起的危害有：
1) 引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；
2) 产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；
3) 加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；
4) 使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作；
5) 干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。
因此对供电线路中的谐波进行监测具有非常重要的意义。国家于l993年颁布的电能质量系列标准之一《电能质量公用电网谐波》(国标GB/T14549-43中就对供电电网中的谐波电压限制和谐波电流指标分配作出了明确规定。
所以，在电力系统走向市场化的今天，电压质量作为衡量电网传输电能优劣的综合指标体系变得越来越重要，是评价供电部门生产调度管理工作、制定电网规划和技术改造计划的重要依据之一。无论是供电部门还是用电单位，对供电电压质量进行动态监测和记录势在必行。电压监测仪能对供电电压质量的一些重要指标如电压值、电流值、频率、有功功率、无功功率、谐波等进行检测、计算、存储并生成相关统计数据文件以供查询显示和进一步统计分析。因此电压监测仪已经成为发电厂、电力公司和一些对电压质量要求较高的用户必备的重要仪表。
1.2 电压监测仪国内外研究进展及现状
2 数据采集系统
本设计采用A/D转换器和以ARM为中心的数据采集系统[4]，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、记录存储功能，能够适应野外恶劣环境,；具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉。