基于虚拟仪器技术的风机及机组效率测试系统

论文摘要

当前,我国的电力供需矛盾十分突出,做好电能的节约工作十分重要。据不完全统计,风机年耗电量约占全国总发电量的10%,三相异步电动机用电占全国总用电量的60%以上,因此提高我国风机及机组系统的运行效率具有十分重要的现实意义。虚拟仪器是现代测试技术与计算机技术相结合的产物,它是一种以通用计算机硬件为平台,测试功能由软件来实现的计算机仪器系统。虚拟仪器技术与网络技术相结合,构建网络化虚拟测试系统是当今测试系统发展的必然趋势。本文提出了利用NI公司开发软件LabVIEW构建的风机及机组效率测试系统,并实现了远程监控。本文主要分为三大部分。第一部分介绍了虚拟仪器的概念、特点、组成及网络化虚拟仪器系统有关的网络技术,详细介绍了LabVIEW开发环境的特点及其开发远程测试系统的构建方案;第二部分分析了风机及机组效率测试的基本原理,根据系统要求完成了系统硬件设计,并在虚拟仪器技术的基础上,构建系统的软件测试模块,实现风机及机组效率的经济运行测试。第三部分针对网络化虚拟仪器、远程监控的实现要求,以LabVIEW的Web服务器远程面板(Remote Panel)的发布功能,实现了系统的远程监控。整个系统具有操作方便、成本低、界面友好等优点,同时采用Web服务器技术,客户端通过HTML网页和远程面板连接两种方式实现远程监控。系统采用了模块化和网络化的设计,具有很大的灵活性和扩展性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 国内外对风机及其机组效率测试的研究现状
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 虚拟仪器技术介绍及远程监控
• 2.1 虚拟仪器概述
• 2.2 虚拟仪器基本概念
• 2.3 虚拟仪器技术的特点
• 2.4 PC-DAQ（数据采集）系统
• 2.4.1 DAQ仪器与总线
• 2.4.2 DAQ仪器的组成
• 2.5 LABVIEW软件开发平台
• 2.6 基于LABVIEW的远程监控
• 2.6.1 利用DataSocket技术实现测控数据实时通信
• 2.6.2 利用网络协议进行测控数据通信
• 2.7 本章小结
• 第三章 风机及机组系统组成及软硬件功能模块
• 3.1 风机及其机组系统组成
• 3.2 基于LABVIEW的风机及机组效率测试系统
• 3.2.1 系统硬件组成部分
• 3.2.2 系统软件模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 电网用电参数测量模块设计
• 4.1 电压偏差
• 4.2 三相电压不平衡度
• 4.3 电力系统频率
• 4.4 电力系统谐波
• 4.5 虚拟仪器中相关参数测试的数学模型
• 4.5.1 电压、电流有效值测量算法
• 4.5.2 虚拟仪器中的离散傅里叶变换（DFT）分析
• 4.5.3 DFT改善及窗函数
• 4.5.4 频率的测量
• 4.5.5 相位的测量
• 4.6 曲线拟合
• 4.7 电网用电参数模块设计
• 4.7.1 电网基本用电参数测试程序的设计
• 4.7.2 谐波测试
• 4.7.3 数据记录与报表
• 4.8 本章小结
• 第五章 电动机经济运行分析
• 5.1 异步电动机的损耗分析和运行特性
• 5.1.1 功率平衡关系和效率
• 5.1.2 基本铜损耗
• 5.1.3 基本铁损耗
• 5.1.4 机械损耗
• 5.1.5 杂散损耗
• 5.1.6 异步电动机中各种损耗所占的比例
• 5.1.7 功率因数及无功功率对电动机经济运行的影响
• 5.2 三相异步电动机经济运行分析计算[47]
• 5.2.1 有功损耗的计算
• 5.2.2 无功功率的计算
• 5.2.3 综合功率损耗的计算
• 5.2.4 综合效率的计算
• 5.2.5 综合经济负载系数
• 5.2.6 运行负载系数
• 5.2.7 电动机经济运行判断
• 5.3 电动机无功就地补偿
• 5.3.1 无功补偿基本原理
• 5.3.2 交流异步电动机无功就地补偿原理
• 5.3.3 无功就地补偿的方式及比较
• 5.3.4 无功就地补偿容量的计算
• 5.4 电动机经济运行测试仪的实现
• 5.5 电动机额定数据库模块
• 5.5.1 ODBC介绍
• 5.5.2 ADO简介
• 5.5.3 SQL语言概述
• 5.5.4 LabSQL简介
• 5.5.5 数据库模块设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 风机及管网系统经济运行
• 6.1 风机的主要性能参数
• 6.2 毕托管简介
• 6.3 国标《风机机组与管网系统节能监测》相关规定[57]
• 6.3.1 风机机组运行状态的检查内容与要求
• 6.3.2 管网系统运行状态的检查内容与要求
• 6.3.3 监测测点位置、数量的计算
• 6.3.4 风机全压的测量
• 6.3.5 流量测试点处气体密度（ ? ）的测量
• 6.3.6 风机流量的测算
• 6.3.7 电机负载率测算
• 6.3.8 风机机组电能利用率测算
• 6.3.9 风机监测合格指标
• 6.4 风机及管网效率测试系统
• 6.5 本章小结
• 第七章 风机及机组效率测试系统的远程监控
• 7.1 基于LABVIEW WEB服务器的远程监控
• 7.2 基于WEB服务器的远程监控
• 7.2.1 配置LabVIEW Web服务器
• 7.2.2 客户端远程连接
• 7.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在校科研工作
• 附录