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陳博
電力系統是由發電廠、電力網和用電設備組成的統一整體。電力網是電力系統的一部分，它包括變電、配電及各種電壓等級的電力線路。在電力線路中如何實時監控電網的運行參數（三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等）以保證電網的安全運行，實現自動控制至關重要。
基于此，設計了交流采樣裝置主要用于監測工廠電力系統線路的電壓和電流，并能及時與上位機通信，實現工廠的自動化管理。
1 交流采樣裝置的功能和結構
交流采樣裝置主要完成對交流電壓信號和交流電流信號的采集，并通過DP總線向上位機傳送數據，同時將結果在本地顯示。
系統設計采用標準機箱結構。裝置由底板、電源板、CPU板、交流采樣板（最多可插3塊）、人機通訊板組成。電源板提供裝置所需的工作電壓；CPU板主要完成與上位機的通訊和與人機界面板的通訊，并進行交流參數的運算等功能；AI板是交流采集板，可根據實際需要設計成不同數量的電壓電流輸入，本裝置設計了8電壓、8電流、1電壓7電流、4電壓4電流四種輸入板，每種均為8個通道，裝置最大可對24通道的電壓電流進行采集；人機通訊板主要完成在液晶上顯示數據以及顯示裝置的運行狀態等功能。電源板、CPU板、AI板均插在底板上，人機通訊板通過連接電纜與CPU板通訊。
這樣設計，增加了系統的靈活性、可擴展性，在實際應用中只需靈活地配置AI板的種類、數量，就可以完成不同的采集功能。
2 交流采樣的原理
根據電路基本原理，任何周期電壓u的有效值定義為離散化，則有
式中：Un為第n個時間間隔的電壓采樣瞬時值；N為1個周期的采樣次數。上式就是根據一個周期各采樣瞬時值及每周期采樣次數計算電壓信號有效值的公式。同理，電流有效值計算公式如下：
計算一相有功功率的公式
離散化后為
式中：in、Un為同一時刻的電流、電壓采樣值。
同理一相的無功功率為
式中：in、un+Dn
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