Введение 5
1 Обзор состояния вопроса 7
2 Разработка структурной схемы 19
3 Алгоритм работы измерителя 21
4 Принципиальная схема устройства 29
5. Разработка конструкции модуля регистрации параметров
электрической энергии 47
6. Экономическая часть 52
7. Безопасность и экологичность проекта 55
8. Заключение 57
Список используемой литературы: 58
Одной из задач при построении электроэнергетических систем всегда стояло измерение параметров электрической сети. Минимальным набором таких параметров являются действующие значения сетевого напряжения и потребляемого тока. В зависимости от расширенных требований в набор таких параметров могут включаться значения потребляемой активной мощности, а также других мощностных характеристик - полной мощности, реактивной мощности и мощности искажения. Нередко набор измеряемых и вычисляемых параметров должен удовлетворять требования действующих регламентов и нормативных документов по качеству сети, в частности ГОСТ Р 54149-2010.
В этом случае к измерителю параметров электрической сети предъявляются уже заметные требования по скорости производимых измерений и вычислений.
Развитие современной элементной базы позволяет использовать не только достаточно мощные микроконтроллеры для выполнения необходимых вычислений, сопутствующего аналого-цифрового преобразования и формирования требуемых результирующих информационных потоков, но также и строить измерительные узлы таких устройств на базе микросхем датчиков тока и напряжения с уже интегрированными в них элементами гальванической развязки.
В выпускной квалификационной работе разрабатывается модуля регистрации параметров электрической сети: один канал напряжения и два канала измерения тока. Измеренные величины будут обрабатываться и результатами вычислений будут: действующее значение напряжения, действующее значение тока, полная потребляемая мощность нагрузки, активная мощность нагрузки, коэффициент мощности нагрузки. Результаты вычислений будут выводиться на экран. Управление индикацией, а также режимами работы модуля измерений будет проводиться с помощью клавиатуры.
При разработке будем стремиться к минимизации габаритов готового устройства и простоте в обращении не требующей специальной подготовки персонала работающего с ним.
В результате выполнения работы был разработан модуль регистрации параметров электрической энергии. Освещены вопросы по настройке взаимодействия микроконтроллера ATmega328₽ с ЖКИ, кнопками и датчиками, был описан механизм вычисления микроконтроллером ряда электрических параметров, предложена эффективная схема гальванической развязки сетевой и информационной части схемы, подсчитана стоимость комплектующих. Даны практические советы по обеспечению безопасного и экологически чистого производства устройства.
