[发明专利]一种谐波检测装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种谐波检测装置，更具体的说是涉及一种基于AT89C55WD单片机的谐波检测装置。

背景技术：

随着各种电力电子变流装置的广泛应用，产生的谐波已成为污染电力系统的一大公害，准确、实时地对电力系统谐波进行检测有着重要的意义。谐波检测是谐波问题中的一个重要分支，准确、实时检测出电网中瞬态变化的畸变电流、电压，对抑制谐波有着重要的指导作用，是进行继电保护、判断故障点和故障类型等工作的重要前提。目前，电力系统谐波检测主要是通过谐波电流的测量来实现，主要有以下几种方法：带通滤波是早期模拟式谐波检测装置的基本原理；瞬时无功功率理论可用于谐波的瞬时检测和无功补偿等谐波治理领域；傅里叶变换是目前谐波检测中应用最多、应用最广泛的基本理论依据；神经网络理论和小波分析方法应用于谐波测量是目前正在致力研究的新方法和新理论，他可以提高谐波测量的实时性和精度。根据不同情况合理选择谐波检测方法，为谐波分析提供详细、准确、实时的数据和信号，是提高检测效果、改善电能质量的重要一步。国内外对这方面的研究都比较重视，在线谐波检测的理论和应用正在不断发展。随着各种先进技术和理论的应用，特别是计算机在谐波检测中的具体使用，谐波检测的实时性和精度要求一旦解决，相信电网谐波检测技术将逐渐得到发展和完善电弧炉系统是三相不对称系统，在电弧炉运行时会产生负序电流。同时伴有电流幅值的波动，谐波的影响比较显著。因此，谐波的检测和治理成为了一个迫切需要解决的问题。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种针对电弧炉系统三相谐波，具有性能稳定性高、精度较高、可靠性好特点的基于AT89C55WD单片机的谐波检测装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括单片机系统及通信单元、互感器单元、信号与处理模块、A/D模块，其结构要点单片机选择ATMEL公司生产的51系列单片机芯片AT89C55WD；液晶选用CM12864并与单片机直接连接，液晶是128×64的点阵型液晶显示器，具有专用指令集，配合按键的功能显示要求的测量值；互感器单元直接与预处理模块相连接，将输入信号线性变换为-5～+5V电压信号；预处理模块通过A/D模块直接与单片机相连接；根据电网的数据选取适合的传感器，本装置电流传感器选用HCT210A，额定输入1mA，输出2.5mA。

本发明的有益效果：

由于本发明包括单片机系统及通信单元、互感器单元、信号与处理模块、A/D模块，单片机选择ATMEL公司生产的51系列单片机芯片AT89C55WD；液晶选用CM12864并与单片机直接连接，液晶是128×64的点阵型液晶显示器，具有专用指令集，配合按键的功能显示要求的测量值；互感器单元直接与预处理模块相连接，将输入信号线性变换为-5～+5V电压信号；预处理模块通过A/D模块直接与单片机相连接；根据电网的数据选取适合的传感器，本装置电流传感器选用HCT210A，额定输入1mA，输出2.5mA。因此，本发明完全达到了性能稳定性高、精度较高、可靠性好的设计要求，能够准确的检测电弧炉系统三相谐波。

附图说明：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明HCT210接口电路图。

具体实施方式：

本发明包括单片机系统及通信单元、互感器单元、信号与处理模块、A/D模块，单片机选择ATMEL公司生产的51系列单片机芯片AT89C55WD，双列直插40引脚封装，内置20kB FLASH存储器，保证一般用户的程序存储的需要，一般不用外扩程序存储器，擦写操作简单，可反复擦写至少上千次，液晶选用CM12864并与单片机直接连接，液晶是128×64的点阵型液晶显示器，具有专用指令集，配合按键的功能显示要求的测量值；互感器单元直接与预处理模块相连接，主要功能是将输入信号线性变换为-5～+5V电压信号；预处理模块通过A/D模块直接与单片机相连接；根据电网的数据选取适合的传感器，本装置电流传感器选用HCT210A，额定输入1mA，输出2.5mA。

由于传感器、放大电路本身的影响，造成在信号进入采样保持器之前，所采信号中混有各种频率的信号。为保证谐波分析的精确性，采用MAX293进行抗混叠滤波，用输入时钟频率控制输出转角频率的方式实现对信号的滤波，滤去谐波高频成分，使输入到模数转换器的信号为有限带宽，防止信号的频谱发生混叠及高频干扰。

A/D转换使用高速采样芯片MAX125，是一组可以同时对4路输入信号同步采样的采样/保持电路MAX125每一个采样/保持电路前有一个2选1的选择开关，允许8路信号输入。在A/D转换过程中，首先采集A相电压、电流，B相电压、电流这4路信号，转换结束后，产生一个中断信号给单片机，单片机读取4路采样值并发控制字给MAX125，使其选择C相电压、电流进行采样。