一種高性能電能質(zhì)量分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電力測量裝置技術(shù),尤其涉及一種高性能電能質(zhì)量分析儀結(jié)構(gòu)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能作為人們廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會各個領(lǐng)域里的重要能源,其應(yīng)用程度也成為了 衡量一個國家或地區(qū)發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志之一。在滿足工業(yè)生產(chǎn)、社會和人民 生活對電能需求量的同時,提高對電能質(zhì)量的要求是一個國家工業(yè)生產(chǎn)發(fā)達、科技水平提 高、社會文明程度進步的表現(xiàn),是信息時代和信息社會發(fā)展的必然結(jié)果,是增強用電效率、 節(jié)能降損、改善電氣環(huán)境、提高國民經(jīng)濟的總體效益W及工業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)保證。
[0003] 近年來,我國電力事業(yè)無論是發(fā)電總量還是電網(wǎng)的建設(shè)都得到了迅猛發(fā)展,電力 系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴大,電能緊缺的問題已逐步解決。然而隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,電力 系統(tǒng)污染現(xiàn)象也日益嚴重,特別是各種干擾性負荷,使公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量日益惡化,嚴重 地威脅著電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。
[0004] 為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,提高電能的綜合管理水平,為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能, 必須對影響電能質(zhì)量的諸多因素進行綜合治理,改善電能質(zhì)量的各項指標(biāo),使其達到國標(biāo) 規(guī)定的正常水平。而提出合理的治理方案,必須依賴于對電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時準(zhǔn)確跟蹤。因 此,研制一種新型的電能質(zhì)量分析儀,有效地進行電能質(zhì)量分析,對保證電網(wǎng)和廣大用戶的 電氣設(shè)備和各種用電器的安全經(jīng)濟運行、保障國民經(jīng)濟各行各業(yè)的正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量具 有重要意義。
[000引 目前,測量和評判電網(wǎng)電能質(zhì)量,包括測量電網(wǎng)諧波含量、直流分量和無功功率主 要有四種方法:功率H角法(跨相法),時延法(電流信號時域移相90° ),低通濾波器法 和希爾伯特數(shù)字濾波器法。大多數(shù)同類產(chǎn)品中無功功率的計量方法都使用功率H角法或時 延法,但功率H角法必須依賴于H相電壓平衡(H相電壓夾幅值完全相等,相位完全相差 120° )的理想條件,而實際現(xiàn)場的電網(wǎng)情況并非如此,因此會引入比較大的誤差;時延法 利用時域電壓或者電流移相,但該種方法實際上只按照基波相角進行移相,缺乏對諧波相 角的考慮,而實際現(xiàn)場信號不可能是理想的單一頻率的正弦波,所W也會造成諧波含量和 無功功率測量不準(zhǔn)。
[0006] 在目前相關(guān)技術(shù)中,在非正弦電路中無功功率的概念和計算公式定義存在著較大 的分歧,且物理意義也不是很清晰,國際IEC組織正編寫IEC 62053標(biāo)準(zhǔn)第24部分0. 5級 無功標(biāo)準(zhǔn),來重新定義其物理意義,并且使用普通電測量設(shè)備對電網(wǎng)進行測量時,無法對非 正弦電路中的無功功率進行準(zhǔn)確的測量。
[0007] 另一層面,在電能質(zhì)量中,閃變是電光源的亮度隨時間波動造成的不穩(wěn)定視覺感 受,電光源亮度的變化是電壓波動的結(jié)果,因此閃變和電壓波動有明確聯(lián)系,也和人的視覺 反應(yīng)相關(guān)。嚴重電壓閃變會影響工作人員的工作效率和身也健康,因此電壓閃變是電能質(zhì) 量的重要指標(biāo),IEC 61000-4-15提供了閃變測量(電能質(zhì)量)儀器的設(shè)計規(guī)范和校準(zhǔn)規(guī)范, 因此可根據(jù)lEC 61000-4-15對閃變測量(電能質(zhì)量)儀器進行校準(zhǔn),為此制造高精度、高 性能的電能質(zhì)量分析儀。
[0008] 盡管IEC 61000-4-15定義的大部分測量環(huán)節(jié)用模擬器件表示,但目前的閃變(電 能質(zhì)量)分析儀基本為數(shù)字化實現(xiàn),該有利于測量精度和穩(wěn)定性的提高。為提高數(shù)字化閃 變(電能質(zhì)量)分析儀的測量精度,首先需要高精度、高性能采樣設(shè)備,快速準(zhǔn)確的計算方 法,并應(yīng)選擇合適的采樣率及減少各測量環(huán)節(jié)的誤差。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提提供一種電網(wǎng)電能質(zhì)量分析儀, 由電能質(zhì)量分析模塊、閃變分析模塊分別連接處理器計算模塊,處理器計算模塊連接顯示 器;
[0010] 其中,所述電能質(zhì)量分析模塊由采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊依序連接組 成;所述閃變分析模塊由適配器、組合濾波器、比例因子依序連接組成;所述組合濾波器由 平方解調(diào)器、高通濾波器、低通濾波器和一階低通濾波器依序連接組成;采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換 模塊、數(shù)字濾波模塊、處理器計算模塊和顯示器依序連接。
[0011] 本實用新型工作原理
[0012] 一、電能質(zhì)量分析
[0013] 所述采樣模塊連接入電網(wǎng),用于獲得非正弦電路中的模擬電壓信號u(t)和模擬 電流信號i (t) ;AD轉(zhuǎn)換模塊連接至采樣模塊,用于對U (t)和i (t)分別進行采樣,將U (t)和 i(t)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號u(n)和數(shù)字電流信號i(n);數(shù)字濾波模塊連接至AD轉(zhuǎn)換模塊, 用于根據(jù)預(yù)定的數(shù)字濾波模塊Wc_H(n)對u(n)和i(n)進行濾波,分別得到濾波信號U' (n) 和i ' (n),所述A/D轉(zhuǎn)換模塊計算方法和公式如下:
【主權(quán)項】
1. 一種高性能電能質(zhì)量分析儀,其特征在于:由電能質(zhì)量分析模塊、閃變分析模塊分 別連接處理器計算模塊,處理器計算模塊連接顯示器; 其中,所述電能質(zhì)量分析模塊由采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊依序連接組成; 所述閃變分析模塊由適配器、組合濾波器、比例因子依序連接組成;所述組合濾波器由平 方解調(diào)器、高通濾波器、低通濾波器和一階低通濾波器依序連接組成;采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換模 塊、數(shù)字濾波模塊、處理器計算模塊和顯示器依序連接。
【專利摘要】一種高性能電能質(zhì)量分析儀,由電能質(zhì)量分析模塊、閃變分析模塊分別連接處理器計算模塊,處理器計算模塊連接顯示器;其中,所述電能質(zhì)量分析模塊由采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊依序連接組成;所述閃變分析模塊由適配器、組合濾波器、比例因子依序連接組成;所述組合濾波器由平方解調(diào)器、高通濾波器、低通濾波器和一階低通濾波器依序連接組成;采樣模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊、處理器計算模塊和顯示器依序連接。本實用新型具有測量準(zhǔn)確度高、采樣速度快、性能可靠、功能完善、顯示界面豐富、結(jié)構(gòu)輕巧的優(yōu)點。
【IPC分類】G01R31-00, G05B19-042
【公開號】CN204287334
【申請?zhí)枴緾N201420696793
【發(fā)明人】沈鑫, 閆永梅, 曹敏, 張林山, 李月梅
【申請人】云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月19日