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2．2 电网参数的计算
DSP接收到A／D转换的数据之后就立刻进行计算。在本设计中，电网的谐波含量和谐波因素是计算的一个重点。在电力系统中谐波产生的根本原因是非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数，根据傅里叶分析原理可知，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性，一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多、更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。利用FFT算法可以将电网电压／电流分解为50 Hz基波和多次谐波的叠加。如此一来某个特定频段上的谐波就显而易见了。
除了谐波的计算需要使用到FFT算法之外，系统还有其他参量的计算。由于调用的功能模块十分复杂，只对部分参数的计算过程进行描述。多数参数都是通过对采集点的离散积分求得的。
高压A相电压有效值：


高压三相电压总谐波畸变率：计算出各相电压的各谐波含量和基波含量，用总谐波含量除以基波分量。
单相电压功率因数：由FFT算法得出基波有效值的(虚部／实部)的反正切值。
单相介损：将末屏电流和对应相电压分别作FFT运算，所得的相位作差，该相位差角度为介损角。

3 总结
该系统应用于智能变压器系统中，可多个通道同步采集，转换精度高。经实验验证，信号采集模块的实时性和精度上都取得良好的效果，且工作稳定可靠。该系统采用高速14位并行A／D转换器，简化了接口设计，提高了读取速度以及数据处理速度。通过CPLD实现各种复杂控制信号，通过改变XF引脚的电平，可以将外扩SRAM、Flash映射到数据空间或程序空间。DSP芯片通过CPLD芯片连接高精度数据采集芯片MAX125实现信号的多路高速同步实时数据采集，抗干扰能力强，并利用FFT算法准确计算出电网谐波因数、功率角、介损角。

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关键词： IED 设计 电网 变电站 CPLD 智能 DSP