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电力供电电能质量监测系统的实现 赵永飞 崔跃华 (1．博深工具股份有限公司；2．石家庄铁道大学) 摘要 ：本文针对 电力系统供 电领域 ，以运行 LabVIEW 平台的工 电 l 工业控{li4计算机 业控制计算机为核心，应用虚拟仪器、高速多通道同步数据采集、数 字信号处理等技术手段 ，结合 电能质量分析计算的相关原理 ，实现 了 流譬l厂L一涩 LabVⅢw 电能质量参数的实时在线监测。 。．．．．．．J 接 口转换电路 虚拟仪器 关键词：虚拟仪器 同步数据采集 电能质量 电 I ’ SqL 1概述 压 L 数据库 随着 电力 电子技术的应用与发展 ，电力系统中的非线 葛 感 r 1／11竺f ＼r_-_l 性负载越来越多，直流输 电、大功率单相整流技术在工业 器 l — 苎_一 部门和用 电设备上被广泛应用，这些非线性负荷会引起 电 图1 电能质量监测系统结构图 网电流、电压波形发生畸变，造成 电网的谐波 “污染”；冲击 块统一变换成 ±10V间的 电压信号 ，同时将多路变换完成 性、波动性负荷 ，如 电弧炉、轧钢机、电力机车等，运行 中不 的信号集中通过接 口接入数据采集卡。 仅产生大量 的高次谐波 ，还 引起 电压波动、闪变 以及三相 为了达到准确的测量 ，电压互感器和 电流互感器要有 不平衡等一系列的 电能质量问题。电能质量研究 的主要内 较大的线性工作区和良好的动态响应，在 电压、电流出现 容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平 较大波动和闪变时能够保持足够的精确度。从 电压互感器 衡、暂时或瞬态过 电压、波形畸变 (谐波)、电压暂降、中断、 和 电流互感器得到的 电压信号和 电流信号首先经过隔离 暂升 以及供 电连续性等。电能质量 问题一方面导致供用 电 保护 电路 ，即通过光电耦合隔离强弱 电信号 ，有效地抑制 设备本身的安全性和使用寿命降低 ，严重影响电网 自身的 系统噪声，消除接地回路的干扰。 安全经济运行。而另一方面，各种复杂的、精密的、对 电能 ． 3．2数据采集卡 数据采集卡是实现测量的关键设 质量敏感的用 电设备不断普及 ，对 电能质量及可靠性 的要 备，能够按照预先设定的采样率将模拟信号转变为数字信 求越来越高。无论从 电网运行 的需要考虑，还是从供 电用 号，随后通过数据总线送至计算机。考虑到电能质量测量 户的需要考虑，加强对电能质量的监测都是非常必要的。 对于 电压 、电流信号 的同时性要求 比较高 ，因为若 同一位 本课题 的主要研究 目的就是开发 出能够适合中小型 置的电压、电流不同步，那么所进行的功率、相位差等测量 企业安装使用的在线式供 电电能质量监测系统 ，该系统具 就没有了物理意义 ，因此 ，设计选用阿尔泰公司生产 的 有较好的适用性和全面 的功能，可在线实时监测供 电电源 PCI2008高速多路同步采集卡进行采集。该卡是 12位 16 的各项指标 ，具有精度高、实时性好、可扩充性强、界面友 路同步采样的AD卡，采用 PCI2．2总线标准，通过率为 好、维护方便 、可在线测量并具网络远传通讯功能的优点。25I／通道 ，单卡总通过率可达 400K，为了确保采样精度 ， 通过该系统 ，一方面电力供 电企业可以实时掌握用户的具 每通道均通过 PGA103仪表放大器缓冲后接入 4通道 同 体情况 ，更有效、更有针对性的提供供 电服务 ；另一方面企 步采用保持AD芯片 AD7874，PGA103为程控增益放大 业用户可以改善用 电状况，减少故障风险，从而有助于整 器，这样就可以根据每一路输入信号 电压的大小来通过软 个供用 电网络 的稳定、高效