1. 研究目的与意义

随着我国电力工业的发展，微机监控及微机保护技术得到迅猛的发展和普及。针对目前电力参数测量方法普遍存在着电路复杂，造价高，可测参数有限等诸多问题，国内外许多公司和科研机构纷纷研制出不同测量原理的各种电力参数测量仪表或智能单元。

目前，国内外各种测量电力参数的测量技术，在数字信号范围内，基于对电流信号的高频采样，来完成对各种电力参数的实时计算，克服了以前的电力参数方法普遍存在的实现电路复杂以及在功能和精度上的不足等问题。另外，在电计，软件编程方面，采用了抗干扰措施，大大提高了系统的抗扰能力。

基于单片机的电力参数检测装置是利用单片机的i/o口扩展电路来实现对电网上电压，电流信号的实时采集，并有软件算法计算出电压，电流，有功功率，无功功率，功率因数和频率，液晶显示器显示出相应的数据，并于上位机通信进行在线设定参数和显示运行状态。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题

(1)熟悉电压，电流的测量原理

(2)掌握相关单片机电压电流测量电路的设计　

3. 国内外研究现状（文献综述）

在微机应用初期，电力系统的参数采集普遍采用直流采样法，软件流程设计简单，计算方法简单方便。但直流采样法的精度比较低，而测量精度直接受整流电路的精度和稳定性的影响，整流电路参数调整困难且受波形因素影响较大；此外，用直流采样法测量电压和电流是通过测量它们的平均值来求出有效值的，会给计算结果带来误差。针对这种情况，对本测试仪进行设计时采用了交流采样，交流采样是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再用一定的数值算法求得被测量的值，测量精确度高，容易整流电路参数调整，受波形因素影响小等。

本测试仪使用ad574作为模数转换器件，ad574是美国模拟数字公司（analog）推出的单片高速12位逐次比较型a/d转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，并且可以自动校零和自动极性转换，只需外接少量的阻容元件即可构成一个完整的a/d转换器，具有外接元件少、功耗低、转换时间短、精度高、性价比优等特点，本测试仪采用rt1602c液晶显示器对所处理后的结果进行显示，非常直观、方便。

对于电力参数进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网的运行状况，寻找并解决电力系统中出现问题以及实现电力系统自动化的重要途径。因此对于电力参数的测量，尤其是高精度、多参数、低价格、便携、稳定的实时测量就显得尤为重要，也一直是人们研究的一个重要的方向。

4. 研究方案

本文所设计的基于单片机的交流参数检测系统，其关键的环节是数据采集部分。根据采集信号的不同，分成直流采样和交流采样两种。直流采样通常是把交流电压、电流信号经过变送器转化为0～5v的直流电压，此方法软件设计简单，对采样值只需做一次比例变换即可得到被测量的数值。但直流采样仍有局限性，无法实现实时信号的采集，变送器的精度和稳定性对测量精度有很大影响，设计复杂等。交流采样是通过二次测得的电压、电流经高精度的ct、pt变成计算机可测量的交流小信号，然后再送入计算机进行处理。这种方法能够对被测量的瞬时值进行采样，并采用软件编程方法来实现硬件的功能，因而实时性好，相位失真小，硬件的投资大幅降低。所以，本系统采用交流采样的方法来测量电力系统的参数。

1采样电路的设计

电流变送器和电压变送器电流变送器和电压变送器是将交流电信号转换成直流电信号,输出的直流量与其输入电量成比例,经a/d转换接口电路进入主机。

5. 工作计划

第1周：了解毕业设计任务，收集资料

第2周:弄清电力交流参数测量的工作原理，系统设计思想、设计方法

第3周:学习mcs－51系列单片机的应用。