虚拟仪器技术在电力系统测量中的应用研究

虚拟仪器技术在电力系统测量中的应用研究

论文摘要

目前,电力行业体制改革而推行的发电、输电的分离,使得电能计量的准确性和公正性更加引起各方的高度关注。电流互感器的误差直接关系到电能计量的误差,因此对电流互感器运行过程中误差的监测的必要性是勿庸置疑的。为了保证电能计量的准确性,需要对在线运行的电流互感器在不停电的情况下进行监测。本文采用虚拟仪器技术搭建了一个电流互感器的校验系统,采用纯软件的方式进行比差、角差的计算,使之适用于模拟和数字信号的校验。本文首先介绍了虚拟仪器的基本概念,然后对系统相关硬件及相应的软件进行了介绍。硬件部分包括传感器、高压侧供电方式、信号调制方式的选择。软件部分包括高压侧同步采样和光纤数据传输、低压侧双路数据接收、低压侧与PC机间的通信的单片机程序设计、VC++设计的底层数据处理部分、LabVIEW设计的数据分析等。本文在底层部分即数据处理部分,设计了简单锁频算法和准同步算法对采样数据进行处理。其主要设计思路是准确测量被测模拟信号的频率同时延长FFT计算的数据样本数,经过试验验证,该算法能有效的弥补“失步误差”。实验表明,在工频50Hz下系统比差变化小于0.05%、角差变化小于0.03°,频率在49.8Hz-50.2Hz波动时误差变动不超过0.02%。该设计方案达到了在线校验系统0.1级的技术要求,实现了电流互感器在线校验的目标。

论文目录

  • 图目录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状和发展趋势
  • 1.3 本文工作与论文结构
  • 第二章 虚拟仪器技术
  • 2.1 测量基本概念
  • 2.2 现代测量技术
  • 2.3 虚拟仪器技术简介
  • 2.4 虚拟仪器标准接口介绍
  • 2.5 虚拟仪器的应用与发展
  • 第三章 校验系统硬件构成介绍
  • 3.1 系统简介
  • 3.2 传感器的介绍
  • 3.3 高压侧供电方式的介绍
  • 3.4 信号调制方式的选择
  • 第四章 数据采集分析系统的设计
  • 4.1 AD 采样方式的选择
  • 4.2 单片机程序
  • 4.2.1 高压侧单片机程序
  • 4.2.2 低压侧单片机程序
  • 4.3 数据分析处理软件
  • 4.3.1 LABVIEW 编程环境介绍
  • 4.3.2 数据分析软件设计
  • 4.3.2.1 串口通信程序
  • 4.3.2.2 准同步算法
  • 4.3.2.3 分析处理程序实现
  • 第五章 抗干扰措施
  • 5.1 干扰源分析及抑制
  • 5.2 试验结果
  • 5.3 系统误差分析
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 相关论文文献

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