基于虚拟仪器电能质量测试系统

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1、第30卷第4期山东冶金Vol.30，No.42008年8月ShandongMetallurgyAugust2008?????????????信息化建设?????????????基于LabVIEW的电能质量实时综合监测系统郭尚坤，李喜莲（山东省冶金科学研究院，山东济南250101）摘要：针对我国的电能质量现状，开发了基于LabVIEW的电能质量实时综合监测系统。该系统应用虚拟仪器技术和网络技术，通过软硬件结合，借助于数据采集卡，实时采集电网电压并检测，适用于三相的电能质量在线检测，实现了长期自动运行、实时测量分析

2、、历史数据管理等功能。与传统分析仪器相比，具有操作简单、处理能力强、扩展灵活等优点。关键词：电能质量；虚拟仪器；实时监测；数据采集中图分类号：TM764文献标识码：A文章编号：1004-4620（2008）04-0044-02点是主要通过软件来实现传统仪器中硬件所实现的1前言各项功能。本系统中虚拟仪器的软件开发平台采用无论在工业生产还是日常生活中，电力用户对基于图形化编程语言的实验室虚拟仪器开发平台[1-2]LabVIEW。它是一种功能强大、编程灵活、人机界面电力的可靠性及电能质量的要求都在不断提高。与此同时，

3、电力电子设备的应用越来越广泛，各种非友好的软件，具有丰富的扩展函数和分析子程序，使线性、冲击性、波动性负载也大量增加，许多新型的得数据的采集、分析、存储和显示变得易于实现，在电气设备在其运行过程中会向电力系统注入各种电测量和控制领域占有重要的地位。[3]系统硬件是在LabVIEW的Measurement&Au-磁干扰，对电力系统的安全运行造成的危害不断增加，使电力系统所遭受的电能质量污染也日趋严tomationExplorer（MAX）中配置的，MAX是一种把重。电能质量直接关系到国民经济的总体效益，因LabV

4、IEW与数据采集或信号调理硬件结合起来的智此对电能质量进行深入研究有着非常重要的意义。能型接口软件，可以在其中对系统硬件的通道和采电力调度部门对电能质量的实时监测和管理工作有样率等进行配置。着更加迫切的要求。系统硬件部分主要由传感器、信号调理模块、数我国目前使用的电能质量检测设备大多功能单据采集模块、PCI（PeripheralComponentInterconnec-[4]tion）数据采集卡和工控机等部分构成。通过在工控一，只能实现对某种电能质量指标的测量，多数不具备综合测量、统计分析、判断功能，对电能质量

5、的机内直接插入一块内插式多功能数据采集卡，将信实时监测没有得到广泛的应用。因此采用先进的技号采集到工控机内，并设置开关量I/O接口。采集信术手段，建立供电系统电能质量的远程、集中监测和号直接经过PCI总线，由CPU进行分析、处理，再通分析系统，对实时综合监测电能质量、保证供电系统过显示器显示，外接打印机打印等。的安全可靠运行，具有重要的理论和现实意义。本系统通过TA、TV回路采集到三相电压和三相研究以虚拟仪器技术和网络通信技术为基础，基于电流模拟信号，经由SCXI（SignalConditioningExten

6、-NI（NationalInstruments）公司的LabVIEW（Laborato-sionsforInstrumentation）信号调理器对从传感器采ryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）软件开集到的模拟量信号进行放大、隔离、滤波、多路转换发平台和相关硬件，研发出一种多功能的电能质量以及直接变送调理，从而使数据采集系统的可靠性[5-6]得到极大改善。PCI数据采集卡包括数据采集系统、实时综合监测系统，分析和监测电能质量指标，监控电网运行状况，通过网络通信实现电能

7、质量的远CPU主系统和译码电路。考虑实时监测的要求，采程监测功能，使调度中心能够实时掌握电网的电能用S系列同步采样多功能DAQ板卡PCI-6143，单通质量情况，及时提出最佳的调节方案。道最大采样率为250ks/s，输入分辨率为16bit，具有8路模拟量输入通道，数据经A/D转换后通过PCI总2基于虚拟仪器技术的系统硬件设计线与计算机相连。系统结构见图1。虚拟仪器技术起源于美国20世纪80年代，其特系统把电网中的发电厂、变电站和大用户等作为电能质量监测站，前置机安装在监测站上，通过虚收稿日期：2008-07-3

8、1拟仪器监测系统完成对电能质量的各项技术指标的作者简介：郭尚坤，男，1980年生，2003年毕业于山东大学测控技术采集、处理、分析和存储等，并要求能够在前置机上与仪器专业。现为山东省冶金科学研究院工程公司助理工程师，从事编程调试及系统设计工作。显示测量结果，再通过局域网或广域网把所需数据-44-郭尚坤等基于LabVIEW的电能质量实时综合监测系统2008年第4期动（Ut）和三相不平衡度