基于FPGA的多通道工頻場強(qiáng)監(jiān)測分析研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市用電負(fù)荷不斷增長，高壓輸變電設(shè)備在為城市供電的同時(shí)，其產(chǎn)生的電磁場也帶來了大量的電磁污染。電磁污染不僅影響周圍電氣設(shè)備的正常工作，而且危害人們的安全健康，因此高壓架空線的鋪設(shè)和變電站的設(shè)計(jì)必須充分考慮到電磁污染的影響和對其的抑制。 為了更好的保障人們的健康安全，維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，提供一個(gè)對高壓架空線和變電站周圍工頻電場環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測的措施，本文在對高壓架空線和變電站周圍工頻電場環(huán)境的監(jiān)測分析方法進(jìn)行研究

2、的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一套基于FPGA的多通道工頻電場環(huán)境監(jiān)測儀，定期對高壓架空線和變電站工頻電場的特性以及周邊環(huán)境，諸如溫濕度進(jìn)行多點(diǎn)連續(xù)測量，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，通過串口送到上位機(jī)進(jìn)行分析研究，為高壓架空線的鋪設(shè)和變電站的設(shè)計(jì)提供參考。 本文詳細(xì)闡述了多通道綜合工頻電場環(huán)境的監(jiān)測分析方法，電場強(qiáng)度和溫濕度的測量方法，基于VHDL和Quartus II的一系列接口電路以及通用異步收發(fā)器的設(shè)計(jì)，基于VC++/MSComm控件的上

3、位機(jī)串口人機(jī)界面的設(shè)計(jì)以及場強(qiáng)儀的校準(zhǔn)和使用方法。 工頻電場的測量采用了球形偶極子的懸浮體型場強(qiáng)儀，將場強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過V—f變換，通過對頻率的測量，再查通過校準(zhǔn)得到的場強(qiáng)與頻率的關(guān)系表得出場強(qiáng)的實(shí)際值；溫濕度的測量采用了類似于I2C協(xié)議的全數(shù)字溫濕度一體測量傳感器，通過接口模塊獲取測量值，在上位機(jī)中進(jìn)行校準(zhǔn)和顯示。 用Quartus II結(jié)合VHDL設(shè)計(jì)了頻率測量電路，頻率—電場查表及顯示電路，與溫濕度傳感器

4、的接口，與大容量串行flash的接口，完成了與上位機(jī)的異步串行通信，并在ALTERA Cyclone的FPGA芯片EP1C3T144C8中成功實(shí)現(xiàn)，能夠穩(wěn)定高效的工作。 利用VC++和MSComm控件設(shè)計(jì)的電場環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過RS232串口，實(shí)現(xiàn)了對存儲(chǔ)在flash中測量數(shù)據(jù)的訪問以及溫濕度傳感器測量數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)，并以一定的格式進(jìn)行存儲(chǔ)顯示，供對比分析研究。 對球型偶極子探頭校準(zhǔn)是確保電場測量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。經(jīng)過