專利名稱：基于虛擬儀器的電網諧波分析儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于虛擬儀器的電網諧波分析儀，屬于電力系統電能質量檢測類 裝置，其中涉及到電網諧波含量、頻率波動和負載功率等參數的監(jiān)測。
背景技術：
近年來，隨著全球工業(yè)化進程的不斷加快，對地球的污染和破壞空前加劇。電力系 統也面臨著污染，公用電網中的諧波電壓和諧波電流就是對電網環(huán)境最嚴重的一種污染， 已成為影響電能質量的公害。理想的公用電網所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及 規(guī)定的電壓幅值。諧波電壓和諧波電流的出現，對于公用電網是一種污染。諧波使電能產 生、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化、使用壽命縮 短，甚至發(fā)生故障或燒毀機器。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，使諧波含量 放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，是電能計量出現 混亂。對于電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備產生嚴重干擾。因此，無論是從電力 系統保護和供電系統的安全經濟運行，還是從保證設備安全運行來看，深入研究電力系統 諧波問題意義重大，能帶來明顯的社會經濟效益。虛擬儀器的概念是1986年由美國國家儀器公司(Natinoal hstrmunet)首先提 出的。虛擬儀器是指通過應用程序將通用計算機與功能化模塊硬件結合起來，用戶可以通 過友好的圖形界面來操作這臺計算機，就像在操作自己定義、自己設計的一臺單個儀器一 樣，從而完成對被測試量的采集、分析、判斷、顯示、數據存儲等。虛擬儀器的實質是利用計 算機顯示器的顯示功能來模擬傳統儀器的控制面板，以多種形式表達輸出檢測結果；利用 計算機強大的軟件功能實現對信號數據的運算、分析和處理；利用工IO接口設備完成信號 的采集、測量與調理，從而完成各種測試功能的一種計算機儀器系統。與傳統儀器一樣，虛擬儀器同樣可以劃分為數據采集、數據分析處理、顯示結果三 大功能塊，虛擬儀器以透明方式把計算機資源和儀器硬件的測控能力相結合，實現儀器的 功能運作。應用程序將可選硬件(如GPIB、VXI、PCI、USB等總線I/O設備)和可重復使用 源碼庫函數等軟件結合起來實現模塊間的通信，源碼庫函數為用戶構造自己的虛擬儀器系 統提供了基本的軟件模塊。當用戶的測試要求變化時，可以方便地由用戶自己來增減硬軟 件模塊，或重新配置現有系統以滿足系統的測試要求。虛擬儀器與傳統儀器的比較見下表1。
權利要求
1. 一種基于虛擬儀器的電網諧波分析儀，該分析儀包括硬件結構和軟件結構兩部分， 其特征在于(一)、諧波分析儀硬件結構分析儀主要包括電壓、電流互感器、數據采集卡及工控機，電流、電壓互感器及一信 號調理電路都封裝在一數據采集箱內，箱內裝有開關穩(wěn)壓電源，整個數據采集箱需要交流 220V供電；在數據采集箱前面板上有12個接口，分別為A，B，C三相電壓電流接入口，經電 壓、電流互感器及信號調理電路后，送往安裝在工控機上的PCI數據采集卡；(二)、軟件結構軟件部分由數據采集模塊即電量信號采集模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊、波形處 理模塊即波形顯示模塊組成，其中數據處理模塊又由頻譜分析模塊、諧波分析模塊和功率 測量模塊組成；數據采集模塊數據采集模塊完成被測三相電壓電流信號的采集，即從實驗電路獲得 的電壓電流信號，然后通過LabVIEW與PCI采集卡之間的驅動程序完成數據采集過程；數據處理模塊數據處理模塊的對采集得到的數據進行處理，分析三相電壓電流信 號的頻譜、諧波參數和功率；本模塊又由頻譜分析模塊、諧波分析模塊和功率測量模塊組 成，其中諧波分析模塊是系統設計的核心；為了進行諧波分析，在諧波分析模塊中調用了 LabVIEff開發(fā)環(huán)境提供的FFT函數，其本質是對采集到的電流離散值進行FFT變換，最后可 輸出各個頻率處信號的強度，就是這里的諧波含量；數據存儲模塊數據存儲模塊完成將各模塊分析后的數據存儲在數據庫系統中，以便 操作人員查閱和進行統計分析；波形處理模塊波形處理模塊主要完成三相電壓電流信號波形及其頻譜圖的實時顯 示，也可人工調用數據庫系統的波形數據，顯示任意時間段的波形圖像；如需要保存當前波 形，可點擊用戶界面上的“保存為JPG”按鈕，將此時波形以JPG的格式保存在指定目錄中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于虛擬儀器的電網諧波分析儀，該分析儀包括硬件結構和軟件結構兩部分，(一)硬件結構分析儀由電壓、電流互感器、采集卡及工控機等部分組成，電流、電壓互感器及信號調理電路都封裝在一數據采集箱內，箱內裝有開關穩(wěn)壓電源，整個數據采集箱需要交流220V供電；在數據采集箱前面板上有12個接口，分別為A，B，C三相電壓電流接入口，經電壓、電流互感器及信號調理電路后，送往安裝在工控機上的PCI數據采集卡；(二)軟件結構本發(fā)明的軟件部分由數據采集模塊即電量信號采集模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊、波形處理模塊即波形顯示模塊組成，其中數據處理模塊又由頻譜分析模塊、諧波分析模塊和功率測量模塊組成。
文檔編號G01R23/16GK102087314SQ20111000266
公開日2011年6月8日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權日2011年1月7日
發(fā)明者劉冠輝, 左廷濤, 楊樹權, 田立巖, 盛天宇, 胡曉光 申請人:東北電網有限公司錦州超高壓局, 北京航空航天大學