一種雙cpu控制的電力傳輸線無功電流測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于無功電流測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種雙CPU控制的電力傳輸線無 功電流測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，以高性能電力電子器件為代表的非線性負載被大 量接入電網(wǎng)。由于這些器件在工作時需要消耗無功功率，所以在電力傳輸線中出現(xiàn)了大量 的無功電流。這些無功電流的存在不僅使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，電氣設(shè)備的損耗增加，而且 會導致電能質(zhì)量的下降，甚至可能會威脅電力系統(tǒng)的運行安全。因此，快速、準確地測量出 電力傳輸線中無功電流的大小和狀態(tài)不僅是后續(xù)對無功電流進行補償?shù)幕A(chǔ)，還對檢測電 能質(zhì)量、維護電力系統(tǒng)安全運行有著重要的意義。
[0003]目前，現(xiàn)有裝置主要是針對電力傳輸線中的電流大小進行測量，不能單獨分解測 量出無功電流的大小，無法反映出電力傳輸線中無功電流的準確情況。 【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種雙CPU控制的電 力傳輸線無功電流測量儀，該測量儀解決了現(xiàn)有電流測量裝置無法單獨測量無功電流大小 的問題，顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，保證測量結(jié)果實時可靠。
[0005]本實用新型解決所述技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種雙CPU控制的電力傳輸線無功電流測量儀，其特征在于該測量儀包括電壓電 流采集模塊、控制模塊、USB通訊模塊、打印模塊和人機交互模塊;所述電壓電流采集模塊的 輸入端接在電力傳輸線上，所述控制模塊包括DSP芯片、AVR單片機芯片和電平轉(zhuǎn)換芯片， DSP芯片的輸出端與AVR單片機芯片的輸入端通過電平轉(zhuǎn)換芯片相連;DSP芯片的輸入端與 電壓電流采集模塊的輸出端相連;AVR單片機芯片的輸出端分別與USB通訊模塊、打印模塊 和人機交互模塊的輸入端相連;所述USB通訊模塊的輸出端與上位機連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：
[0008] 1、本實用新型無功電流測量儀采用自帶的A/D轉(zhuǎn)換單元的DSP芯片進行采集信號 的A/D轉(zhuǎn)換，與額外使用A/D轉(zhuǎn)換芯片的測量裝置相比，不僅使用的元件減少，電路更加簡 潔，而且采集處理速度也更快，設(shè)備的運行效率更高。
[0009] 2、本實用新型無功電流測量儀采用DSP芯片和AVR單片機芯片組成雙CPU控制，DSP 芯片負責信號的接收、處理、分解及運算;AVR單片機芯片負責對整個無功電流測量儀的工 作狀態(tài)進行控制;兩種裝置各取所長，充分發(fā)揮了DSP芯片計算能力強，AVR單片機芯片控制 性能好的特點，可準確分解計算電力傳輸線中的無功電流，從而有效地保證了本申請無功 電流測量儀測量結(jié)果的實時性和可靠性。
[0010] 3、本實用新型無功電流測量儀采用USB通訊模塊與上位機進行通訊，通訊速度快， 實時性好，而且通訊線路連接簡單，接口兼容性好，不需要額外通訊設(shè)備，降低了本申請無 功電流測量儀的運行成本。同時本申請無功電流測量儀的測量結(jié)果可以通過USB通訊模塊 傳送給上位機，有利于數(shù)據(jù)的存儲和進一步分析。
[0011] 4、本實用新型無功電流測量儀還包含有打印模塊。測量的結(jié)果可以直接打印輸 出，不再需要測量人員進行手工記錄，減少了測量人員的工作量，提高了測量人員的工作效 率。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型雙CPU控制的電力傳輸線無功電流測量儀一種實施例的整體結(jié) 構(gòu)連接框圖；
[0013] 圖2是本實用新型雙CPU控制的電力傳輸線無功電流測量儀一種實施例的控制模 塊2內(nèi)部電路連接框圖；
[0014]圖中，1.電壓電流采集模塊、2.控制模塊、3.USB通訊模塊、4.打印模塊、5.人機交 互模塊，21.DSP芯片、22.AVR單片機芯片、23.電平轉(zhuǎn)換芯片、41.串口微型打印機、42.繼電 器電路、51.顯不電路、52.鍵盤電路〇
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型做進一步詳述：
[0016]本實用新型雙CPU控制的電力傳輸線無功電流測量儀(簡稱無功電流測量儀或測 量儀，參見圖1 -2)，包括電壓電流采集模塊1、控制模塊2、USB通訊模塊3、打印模塊4和人機 交互模塊5;所述電壓電流采集模塊1的輸入端接在電力傳輸線上，所述控制模塊2包括DSP 芯片21、AVR單片機芯片22和電平轉(zhuǎn)換芯片23，DSP芯片21的輸出端與AVR單片機芯片22的輸 入端通過電平轉(zhuǎn)換芯片23相連;DSP芯片21的輸入端與電壓電流采集模塊1的輸出端相連； AVR單片機芯片22的輸出端分別與USB通訊模塊3、打印模塊4和人機交互模塊5的輸入端相 連;所述USB通訊模塊3的輸出端與上位機連接。
[0017]本實用新型的進一步特征在于所述電壓電流采集模塊1包括電壓互感器、電流互 感器、過零檢測電路和信號處理電路；電壓互感器和電流互感器的輸入端均連接在電力傳 輸線上，電壓互感器的輸出端與過零檢測電路的輸入端相連;過零檢測電路的輸出端與DSP 芯片21的CAP引腳相連，CAP引腳為DSP芯片中的捕獲引腳，DSP芯片可以記錄輸入此引腳的 信號的變化情況，在本實用新型中，其作用是捕獲A相電壓同步信號的上升沿以獲取其正余 弦信息；電流互感器的輸出端與信號處理電路的輸入端相連;信號處理電路的輸出端與DSP 芯片21的A/D引腳相連，A/D引腳為DSP芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳，通過此引腳輸入的諸如電流 的模擬信號通過DSP芯片自帶的A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供DSP芯片的運算單元進行 計算。電壓互感器和過零檢測電路的作用是獲取DSP芯片21分解計算三相電流信號時所需 的A相電壓同步信號；電流互感器和信號處理電路的作用是將三相電流信號處理為DSP芯片 21的A/D引腳所能接受的信號。
[0018] 本實用新型的進一步特征在于所述DSP芯片21采用TMS320F2812芯片;AVR單片機 芯片22采用ATmegal28單片機；電平轉(zhuǎn)換芯片23采用74LVC4245型電平轉(zhuǎn)換芯片;所述USB通 訊模塊3采用PDIUSBD12型USB接口芯片。
[0019]本實用新型所述電壓電流采集模塊1連接在電力傳輸線上，用于將實時采集到的 電壓、電流信號經(jīng)處理后傳送給控制模塊2;所述控制模塊2主要包括DSP芯片21和AVR單片 機芯片22，DSP芯片21負責對電壓電流采集模塊1所采集到的電壓、電流信號進行分解和計 算，并將計算結(jié)果傳送給AVR單片機芯片22AVR單片機芯片22分別與USB通訊模塊3、打印模 塊4和人機交互模塊5相連，并根據(jù)所得到的計算結(jié)果對USB通訊模塊3、打印模塊4和人機交 互模塊5分別進行控制，完成不同類型的數(shù)據(jù)輸出。所述USB通訊模塊2可將測量結(jié)果通過 USB接口傳送給上位機;所述打印模塊4可通過串口微型打印機41將測量結(jié)果打印輸出；所 述人機交互模塊5包括顯示電路和鍵盤電路，顯示電路可將測量結(jié)果顯示在液晶顯示屏上， 鍵盤電路可對控制模塊2發(fā)出指令，由控制模塊2對整個無功電流測量儀進行控制，實現(xiàn)有 效的人機交互。
[0020] 圖2中，本實用新型雙CPU控制的電力傳輸線無功電流測量儀中控制模塊2包括DSP 芯片21、AVR單片機芯片22和電平轉(zhuǎn)換芯片23ASP芯片21選擇TMS320F2812芯片;AVR單片機 芯片22選擇ATmegal28單片機；電平轉(zhuǎn)換芯片23選擇74LVC4245型電平轉(zhuǎn)換芯片。控制模塊2 內(nèi)部的具體連接方式為:DSP芯片21的SCK引腳、MOSI引腳、IDB7引腳、溶引腳和MIS0引腳分 另IJ與電平轉(zhuǎn)換芯片23的B1引腳、B2引腳、B3引腳、B4引腳和A5引腳相連;AVR單片機芯片22的 SCK引腳、M0SI引腳、RESET引腳、?引腳和MIS0引腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片23的A1引腳、A2弓| 腳、A3引腳、Α4引腳和Β5引腳相連。DSP芯片21的作用是利用Α相電壓同步信號對三相電流信 號進行分解、計算，得到無功電流的測量結(jié)果;AVR單片機芯片22的作用是根據(jù)DSP芯片21的 計算結(jié)果以及鍵盤電路52傳來的信號對整個無功電流測量儀進行相應的控制；電平轉(zhuǎn)