一.電力諧波監(jiān)測裝置的概述
理想的電力系統(tǒng)向用戶提供的應(yīng)該是一個恒定工頻的正弦波形電壓，而隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流輸電、大功率單相整流技術(shù)在工業(yè)部門和用電設(shè)備上被廣泛應(yīng)用，如大功率可控硅器件、開關(guān)電源、變頻調(diào)速等，這些典型非線性負(fù)荷將從電網(wǎng)吸入或注入諧波電流，從而引起電網(wǎng)電壓畸變，使電網(wǎng)波形受到污染，供電質(zhì)量惡化，附加損失增加，傳輸能力下降，成為影響電能質(zhì)量的重要因素。
在電網(wǎng)中，三相負(fù)荷不平衡、電力系統(tǒng)諧振接地等會產(chǎn)生負(fù)序，大功率整流和非線性設(shè)備等會產(chǎn)生諧波。負(fù)序和諧波嚴(yán)重影響了供電質(zhì)量，它們首先影響了電力設(shè)備安全運(yùn)行。諧波可能引起諧振，諧振高壓加在電容器兩端，因為高次諧波對電容器阻抗很小，所以電容器易過負(fù)荷而擊穿；高次諧波電流流入變壓器，鐵芯損耗增加；高次諧波電流流入電動機(jī)，不僅鐵芯損耗增加，而且使轉(zhuǎn)子發(fā)生振動，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量；高次諧波使保護(hù)設(shè)備誤動作，使系統(tǒng)損失加大；高次諧波使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，在線路上引起過電壓，會擊穿設(shè)備絕緣。負(fù)序和諧波對發(fā)電機(jī)不僅有熱效應(yīng)，產(chǎn)生局部發(fā)熱，而且會使發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動，并伴有噪音，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
本公司生產(chǎn)的電力諧波監(jiān)測裝置采用先進(jìn)的32位DSP處理器，是具有高速采樣、計算、分析、統(tǒng)計、通訊和顯示等功能相結(jié)合的電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備。可實時監(jiān)測電網(wǎng)的高達(dá)63次的諧波含有率、諧波總畸變率、三相電壓不平衡度、閃變、電壓偏差、電壓波動、頻率、各次諧波有功功率、無功功率、真功率因數(shù)、相移功率因數(shù)、真有效值、正負(fù)序等電能質(zhì)量指標(biāo)。
二、電力諧波監(jiān)測裝置特點(diǎn)
裝置硬件平臺具有如下主要特點(diǎn)：
1） 采用TI 公司32 位DSP 為核心，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和邏輯、控制能力，核心硬件處于國內(nèi)先進(jìn)水平；
2） 采用國際先進(jìn)的嵌入式實時操作系統(tǒng)作為軟件平臺，全部軟件采用高級語言編程，保證了系統(tǒng)的高可靠性和高移植性；
3） 數(shù)據(jù)采集通道采用單通道單A/D 設(shè)計，通道獨(dú)享一個16 位并行A/D，完全同步采樣，精度更高、速度更快；
4） 大容量的存儲空間，滿足電力諧波監(jiān)測裝置對數(shù)據(jù)存儲的要求，實時數(shù)據(jù)掉電不丟失；
5） 采用鎖相環(huán)技術(shù)，防止了在電力系統(tǒng)頻率變化時對監(jiān)測指標(biāo)的影響，防止了頻率”泄漏”；
6） 采用了四層印刷電路板（PCB）和SMT 工藝、繼電保護(hù)裝置常用的”背插式”結(jié)構(gòu)；
三、電力諧波監(jiān)測裝置功能
裝置除具有常規(guī)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測外，還對電能質(zhì)量的暫態(tài)擾動，主要是電壓的驟升、驟降進(jìn)行監(jiān)測和記錄，具有較強(qiáng)的實用性。裝置主要具有以下功能：
1） 基本測量量
電網(wǎng)頻率；電壓、電流有效值；總的有功、無功功率、功率因數(shù)。
2） 基本監(jiān)測指標(biāo)
a) 三相基波電壓、電流有效值，基波功率、功率因數(shù)、相位等；
b) 電壓偏差；
c) 頻率偏差；
d) 三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負(fù)序電壓、電流；
e) 諧波（2～63次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位；
各次諧波的有功、無功功率等；
3） 高級監(jiān)測指標(biāo)
a) 間諧波；
b) 電壓波動、閃變；
c) 電壓驟升、驟降、短時中斷；
4） 顯示功能
裝置面板上帶有大屏幕LCD顯示器，以圖形方式顯示主要電能質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)的實時數(shù)據(jù)。
5） 設(shè)置功能
可對裝置硬件時鐘進(jìn)行設(shè)置，對監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和查看，并設(shè)有密碼保護(hù)。
6） 記錄存儲功能
可對基本監(jiān)測指標(biāo)和高級監(jiān)測指標(biāo)實時保存，統(tǒng)計時間間隔可設(shè)置，3Min數(shù)據(jù)（保存*大值、*小值、平均值、95％概率大值中的一項）在裝置上保存，掉電不丟失，之后按”先進(jìn)先出”原則更新。
7） 統(tǒng)計功能
裝置具有對主要監(jiān)測指標(biāo)的在線統(tǒng)計功能，可統(tǒng)計一個時間段內(nèi)監(jiān)測指標(biāo)的*大值、*小值、平均值、95％概率大值等。
8） 通訊功能
裝置提供多種通訊接口方式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸或定時提取存儲記錄，可通過工業(yè)以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)方電能質(zhì)量管理中心通訊，也可通過RS232C/RS485接口與遠(yuǎn)方通訊。
9）暫態(tài)事件觸發(fā)錄波功能
可根據(jù)客戶要求設(shè)定事件觸發(fā)限值，記錄事件觸發(fā)前、后實時數(shù)據(jù)并保存，并保存有事件日志以供查詢。
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