DSP与MSP430的电力系统故障录波器设计

2．2．3 CC430F5137的RF无线电外围电路
CC430F5137内部集成了CC1101无线电收发器，为了提高数据的传输速度，本系统的RF频率设为915MHz，数据传输速率为38．4 kbps，信道间隔为100 kHz，发送功率最大可以达到50 dBm，传输距离可以达到200m。还可以根据监测点与监测中心的距离来调节发射功率的大小，达到低功耗的目的。CC430F5137的RF无线电外围电路如图4所示。CC430F5137的供电电源采用蓄电池供电，其电压为+3V，外接晶振为26MHz，其中RY、N和RF_P为RF无线电收发器的接收和发射引脚，两引脚外接天线。

3 系统测试及结果分析
根据整个系统的设计流程以及模块化的设计方案，应用相关的实验设施以及相关的硬件，分步骤地搭建实验系统。下面分别就单相和三相电压、电流的检测进行测试，并对结果进行分析。
3．1 单相电压、电流检测
测量A相电压和A相电流的触摸屏显示界面分别如图5和图6所示。图5中，电压波形接近正弦波形，所测电压的最大值为231 V，THD为0．1％，功率因数为91％。测试结果与实际电压的波形以及数值基本符合，但是所计算出的幅值会有一些误差。这部分误差主要是由传感器测量精度以及信号调理电路中电阻的精度所引起的。功率因数的测量值和实际值相差不大，但是结果会有一定的浮动，其原因是测量功率因数是以软件方法来测量的，计算出来的数值会有一些误差，进而导致功率因数的不稳定。电流的测量结果与电压测量结果相似，峰值以及THD计算符合实际测量标准，在功率因数的计算上有一定的误差。

3．2 三相电压、电流的检测
测量三相电压和三相电流，主要是将三相电压或电流波形同时显示出来，以便用户观察。三相电流显示界面和三相电压显示界面分别如图7和图8所示。三相显示功能只是显示出了各相电流、电压的最大值，并未标出THD、功率因数等参数。从图中可以看出三相电流和三相电压的波形显示完好，波形连续，且三相之间的相位差满足实际的测量要求。图9为电能质量分析仪测量出三相电压显示界面。其显示的三相电压波形与电力系统录波器所显示的三相波形基本符合，而且所测量的电压最大值与电力系统录波器所测的结果基本一致。测试结果表明，本系统的测量结果达到了设计的标准，各种功能均满足设计的要求。

本系统界面中波形的刷新时间可以设置，初始设置的刷新时间间隔为1s，根据需要可以更改屏幕的刷新时间间隔，以满足实时测量的要求。单击界面中的“保存波形”按钮，可以实现保存波形的功能；单击“回放波形”按钮，可以再次观看已保存的波形，并且将保存的波形数据存储到存储卡里，根据需要可以随时调用数据进行实时分析。

结语
本文设计出了一种基于DSP芯片TMS320F2812和CC430F5137单片机的电力系统故障录波器。测试结果表明，系统运行稳定可靠。该录波器具有运算速度快、计算精确、设备移动方便、组网灵活等特点，具有较好的应用前景。