电能质量在线监测装置

产品概述

产品详情 电能质量在线监测装置的特点 我公司研制的PQA-800电能质量在线监测装置,采用DSP+ARM9为核心, DSP具有极强的数据处理能力用来完成数据的采集与计算,核心硬件处于国内先进水平。 ARM9用来进行数据的统计、显示、存储、按键、通讯和报警跳闸功能。采用WINCE5.0嵌入式实时操作系统作为软件平台,全部软件采用高级语言编程,保证了系统的高可靠性和高移植性。 数据采集部分采用8通道、同步采样的16位高速A/D转换器,采集精度高,实测精度达到电能质量在线监测指标国家标准的要求; 大容量的存储空间,满足电能质量在线监测装置对数据存储的要求,可保存一年以上的历史数据掉电不丢失。 采用了硬件锁相环技术,频率自动跟踪,防止了在电力系统频率变化时对监测指标的影响,防止了频率“泄漏”。 强大的通讯接口,装置配置了工业以太网,通讯速率高达100Mbps,还配置有RS232C、RS485、USB通讯接口,可选择多种通讯方式与远方管理中心交互数据; 核心硬件采用四层印刷电路板(PCB)工艺和SMT工艺,硬件可靠性和电磁兼容能力达到国内先进水平,达到了国标对电能质量在线监测装置的EMC的要求。 在监测功能方面,装置除具有常规的电能质量稳态指标的监测外,还对电能质量的暂态扰动,主要是电压的骤升、骤降进行监测和记录,具有较强的实用性。

装置的主要功能

基本监测指标:

电网频率、三相基波电压、电流有效值,基波有功功率、无功功率、功率因数、相位等;

电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、负序电压、电流;

谐波(2~50次):包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位。

高级监测指标:

间谐波、电压波动、闪变,电压骤升、骤降、短时中断、暂时过电压、瞬态过电压。

显示功能:

装置面板上带有大屏幕LCD显示器,实时显示电能质量在线监测指标的数据。

设置功能:可对装置基本参数、越限参数进行设置、修改和查看,并设有密码保护。

记录存储功能:

装置内置SD卡(容量可选)可对基本监测指标和高级监测指标实时保存,保存时间可设置,实时数据在装置上最长保存时间为一年,之后按“先进先出”原则更新。

统计功能:

装置具有对主要监测指标的在线统计功能,可统计一个时间段内监测指标的最大值、最小值、平均值、95%概率大值等。

通讯功能:

装置提供多种通讯接口方式,实现监测数据的实时传输或定时提取存储记录,可通过工业以太网接口与远方电能质量管理中心通讯,也可通过RS232C/RS485接口,以GPRS方式(定制)与远方通讯。

GPS对时功能:

监测装置具备B码对时功能及GPS脉冲对时功能。可保持与远方管理中心的时钟一致。

事件触发录波功能:

可根据客户要求设定事件触发条件(手动或自动),记录事件触发前、后实时数据并保存,并保存有事件日志以供查询。

电能质量在线监测装置测量方法

1〕数据采集

TI公司32位高速DSP负责数据采集,采样率为25.6KHz,即每周波采样512点。核心器件A/D转换芯片采用16位、8通道、同步采样A/D转换器件,具有转换精度高,转换速度快,同步采样等优点。同时,为防止由于频率偏离额定值时造成测量误差,装置采用硬件锁相环技术,频率自动跟踪,实时调整采样间隔,以防止频率“泄漏”。

2〕电压偏差

电压偏差的定义(GB/T12325-2008)

3〕频率偏差

频率偏差的定义(GB/T15945-2008)

4〕电压、电流不平衡度

电压、电流不平衡度的定义

指三相电力系统中三相不平衡的程度,用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。电压或电流不平衡度分别用表示。

5〕谐波监测

谐波定义

谐波(Harmonic)即对周期性的变化量进行傅里叶级数分解,得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量,它是由电网中非线性负荷而产生的。

装置对电压、电流采样值进行FFT分解,可以得到各次谐波分量,由于采取了频率自动跟踪补偿,消除了频率“泄漏”,防止了基波频率偏离额定值情况下造成的测量误差。

采样窗口等的要求应满足IEC 61000-4-30 :2003的要求,每次采样窗口为不重叠的10个周波,以3秒为一个基本记录周期,测量结果即分析数据为3秒内6组等间隔采样的均方根值

6〕间谐波监测

间谐波的定义和产生原因

间谐波是指非整数倍基波频率的谐波,这类谐波可以是离散频谱的或连续频谱的。

间谐波的测量

根据国标《电能质量监测设备通用要求》的规定,装置对间谐波的测量采用标准IEC 61000-4-30(7)规定,即:对工频50Hz系统,采样时间取10个周波(200ms)

——间谐波的监测取值方法仍依据GB/T 14549-93针对谐波的取值方法进行,即一个基本记录周期为3秒钟;

7〕电压波动和闪变

电力系统的电压波动和闪变主要是由具有冲击性功率的负荷引起的, 如变频调速装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和轧钢机等。这些非线性、不平衡冲击性负荷在生产过程中有功和无功功率随机或周期性的大幅度变动, 当其波动电流流过供电线路阻抗时产生变动的压降, 导致同一电网上其它用户电压以相同的频率波动。