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      電能質量的實時監(jiān)控與分析系統(tǒng)設計方案

      2013年08月27日 17:40:18人氣:846來源:

        工控摘要:近年來,電能質量已經(jīng)成為重要焦點而越來越受到公用工程、設備、咨詢工程師們的關注?,F(xiàn)有的商業(yè)、工業(yè)設備和儀器,如數(shù)字計算機、電力電子設備及自動化設備,都對電源干擾很敏感。電源干擾發(fā)生頻繁是由于不斷增加的節(jié)能設備,如開關電源、變速裝置轉換器等。對電源干擾進行監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)對電能質量的研究勢在必行。
        
        為了更好地了解電能質量問題,必須有一套全面的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),籍此來描述干擾及電能質量變化。在實驗中需要一套可配置、可編程的PXI/CompactPCI高性能PC系統(tǒng),配合高速數(shù)據(jù)采集單元及軟件支持來實現(xiàn)性能要求。
        
        在這個項目中,采用美國國家儀器PXI硬件及LabVIEW圖形化編程軟件來設計系統(tǒng)。LabVIEW中的分析及顯示工具是的選擇。結合LabVIEW中功能強大的分析工具及高性能基于Pentium的PXI嵌入式控制器,能夠實現(xiàn)對頻率偏移的實時監(jiān)控,檢測變形與波峰。高速數(shù)據(jù)采集能夠為詳細的諧波、相位偏移分析及電力分析提供有效的時間分辨率。
        
        硬件
        
        系統(tǒng)由美國國家儀器PXIPentium233MHz嵌入式計算機及PXI-6070E多功能數(shù)據(jù)采集板卡構成。并且采用SCXI-1120及SCXI-1327接線端子來將電網(wǎng)電壓與計算機隔離開,將其衰減至能夠適用于數(shù)據(jù)采集卡的電壓范圍,并采用電流探針來監(jiān)控電流。
        
        系統(tǒng)描述
        
        我們將系統(tǒng)進行配置以實現(xiàn)以下任務:
        
        連續(xù)事件及頻率監(jiān)控模式
        
        在這一模式下,系統(tǒng)對電壓及電流的輸入采樣,實現(xiàn)對波形失效和脈沖干擾的連續(xù)搜索,記錄時間內的所有事件及波形的振幅偏移,并用時間戳標記。
        
        在監(jiān)控過程中,被記錄的事件的狀態(tài)將顯示在前面板上。頻率的監(jiān)控由PXI-6007E上的計數(shù)器完成,通過測量10個輸入信號的周期換算得到。搭建了一個簡單的TTL電路,包含施密特門、十進制計數(shù)器、觸發(fā)器,它將電壓信號轉換成TTL電平,為計數(shù)器產(chǎn)生一個選通信號。門信號將在10個輸入波形的周期的時間內保持開狀態(tài)。之后通過PXI-6070E發(fā)出的數(shù)字信號使電路復位,循環(huán)進行后續(xù)的頻率測量。頻率的當前值會在前面板上顯示。監(jiān)控完成后,將顯示所有被記錄事件的波形,并標記時間信息。
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