虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用

概述了虚拟仪器的组成、常用软件,介绍了虚拟仪器技术在电力系统实验教学、远程电力参数测试和分析系统、地下电缆故障测距、谐波测量、电力系统监测以及电力互感器校验中的应用,指出虚拟仪器在电力系统中具有广泛的应用前景。     

PMU的配置方法及WAMS在电力系统中的应用

广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的发展,给电力系统信息测量带来了一场革命,通过相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)将电力系统中各个节点的相量测量值,如电压、电流、功角等,折算到同一个时间参考点坐标下,从而为大规模电力系统的运行状态监测分析提供了一个同步的实时数据平台,为电力系统测量,分析和控制提供了快速可靠的同步数据.本文总结了PMU的配置方法并介绍了WAMS在电力系统中的应用情况.     

电能质量监测评估系统的研究

为了准确、快速监测、分析和改善电力系统电能质量,基于虚拟仪器技术和面向对象编程方法开发了一套电能质量监测评估系统。该系统由数据监测子系统、通信子系统、数据评估子系统组成,采用快速傅立叶变换(FFT)提取电压、电流波形中的基波和各次谐波分量的幅值和相位信息,进而得到频率、基波有效值、谐波、三相不平衡、电压波动与闪变5项电能质量指标以及有功功率、无功功率、功率因数等参数。采用虚拟仪器技术来实现数据采集、数据上传、数据分析等功能,极大的降低了成本。现场应用的结果表明,系统具有实时性强、运行稳定等优点。     

特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现

为了实现我国特高压交流试验基地单回试验线段电晕损失的长期准确测量及电晕损失规律,设计研制了一套电晕损失监测系统。该系统采用混合型光供电电子式电流互感器采集电晕电流信号以实现试验线段电流的地面安全可靠测量;采用特高压电容式电压互感器(CVT)测量电压,并采用高精度小型电压互感器二次分压,实现线路电压的准确可靠测量;电流和电压信号均采用光纤传输;基于虚拟仪器技术,采用高精度多通道高速同步数据采集卡,同步采集特高压线段电晕电流、电压信号,采用正弦波参数法,计算得出电压和电流的功率因数角,进而算出电晕损失值。测试光电模块OPDL-16(Optical Data Link-16)和1000kV CVT的误差。一段时间的实际运行表明,该系统满足测量精度要求,可在不同天气条件下对特高压试验线段的电晕损失进行长期实时准确监测,满足特高压电晕损失的研究需要。     

互感器技术问答（3）

2电流互感器2.1什么是电流互感器?它与变压器相比有什么不同?电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流,变成标准的小电流(5A或1A)的电器。它与测量仪表相配合时,则可测量电力系统的电流和电能;与继电器配合时,则可对电力系统进行保护。同时,也使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化,并与高电压隔离。     

光电传输系统在电力系统测量中的应用

相对于传统的采用电缆传输测量信号的方式,采用光电传输系统传输测量信号具有良好的绝缘性能和抗电磁干扰特性,因而其在电力系统测量领域具有广阔的应用前景。光电传输系统一般由发射电路、光纤和接收电路三部分组成,根据信号调制和解调方式的不同,在电力系统测量中可将光电传输系统分为调幅方式、压频(V/F)转换方式和模数(A/D)转换方式三种。本文在介绍光电传输系统组成及结构的基础上综述了这三种方式的光电传输系统在电力系统电压、电流、电场强度、泄漏电流以及雷电流等测量中的应用,并分析了光电传输系统应用于电力系统测量中需进一步解决的一些问题。相信随着技术的进步以及电力自动化的发展,光电传输系统在电力系统测量中必将得到越来越广泛的应用。     

光电传输系统在电力系统测量中的应用

相对于传统的采用电缆传输测量信号的方式,采用光电传输系统传输测量信号具有良好的绝缘性能和抗电磁干扰特性,因而其在电力系统测量领域具有广阔的应用前景.光电传输系统一般由发射电路、光纤和接收电路三部分组成,根据信号调制和解调方式的不同,在电力系统测量中可将光电传输系统分为调幅方式、压频(V/F)转换方式和模数(A/D)转换方式三种.本文在介绍光电传输系统组成及结构的基础上综述了这三种方式的光电传输系统在电力系统电压、电流、电场强度、泄漏电流以及雷电流等测量中的应用,并分析了光电传输系统应用于电力系统测量中需进一步解决的一些问题.相信随着技术的进步以及电力自动化的发展,光电传输系统在电力系统测量中必将得到越来越广泛的应用.     

PMU的配置方法及WAMS在电力系统中的应用

广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS）的发展,给电力系统信息测量带来了一场革命,通过相量测量单元（Phasor Measurement Unit,PMU）将电力系统中各个节点的相量测量值,如电压、电流、功角等,折算到同一个时间参考点坐标下,从而为大规模电力系统的运行状态监测分析提供了一个同步的实时数据平台,为电力系统测量,分析和控制提供了快速可靠的同步数据。本文总结了PMU的配置方法并介绍了WAMS在电力系统中的应用情况。     

远程电力参数测试和分析系统

远程电力参数测试和分析系统是基于计算机技术、现代测试技术和网络技术的虚拟仪器系统。系统使用网络对电力参数进行远程监测和数据分析，能实时地显示电压和电流波形等，能分析，系统频率、电压有效值、电流有效值、功率因数等，并能远程存取数据。介绍了系统的组成，部分参数的测试和分析方法，及利用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)软件和ActiveX数据对象ADO(Actives Data Object)技术实现大量历史和实时数据的远程存储和访问的方法。     

广域测量系统用于电压稳定在线预测

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定预测奠定了基础。为了提高电力系统的安全稳定运行,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的电力系统关键节点电压稳定在线预测方法。该方法根据安装在关键节点的相量测量单元(PMU)实时采集的局部电压、电流相量,利用最小二乘法拟合出电压、电流相量随着负荷增长的变化趋势,可预测出该负荷增长下未来某一时刻关键节点的电压、电流相量变化。利用电压稳定复合判据来评估电压的稳定性并采用k值指示节点的电压稳定程度。在2机5节点及新英格兰10机39节点系统上通过仿真计算,结果表明该方法能有效预测关键节点的电压稳定性。     

基于LabVIEW的有源电力滤波器分析和监控系统

运用虚拟仪器技术取代传统的谐波监测分析装置。测试有源电力滤波器的调试效果。将电网电压、滤波前后的电流经互感器变换后送给采集卡。然后将采集的数据经USB通信接口送到计算机,经数字滤波处理后,采用FFT进行谐波分析,比较滤波前后的电流畸变率和电压畸变率。验证了有源滤波器对谐波和无功的治理效果。     

新型电力网络仪表的谐波测量方法与实现

研制高性能电力参数监测设备已成为市场的迫切需要。文中介绍了一种新型数字式电力监测网络仪表的设计方法。采用快速傅里叶变换(FFT)的基-2算法,通过傅里叶分解对畸变波形的各种分量进行分析,将采样取得的N个离散信号通过离散傅里叶变换得到各次谐波分量的频谱,目的是为了计算出电流电压有效值及其相应的总谐波畸变率,并且可以测量出功率、功率因数等各种电力参数,通过CAN现场总线实现对电网电能质量的远程自动监测。该方法采用数字信号处理器(DSP)在PMM 2000数字式电力监测网络仪表中得以实现,电流电压的测量精度为0.2%,其它电力参数的测量精度为0.5%。     

基于虚拟仪器的电能质量分析仪

针对现有检测装置功能单一、数据处理能力不足等难题,本文综合各种分析方法,开发了基于虚拟仪器平台的电能质量分析仪,实现了三相谐波分析、不平衡度、电压偏差、畸变率等参数计算及在线监控、离线分析、仿真、报警一体式设计,各种分析结果以直观的图形或列表的形式给出,具有性价比高、使用方便、性能稳定、分析精度高等优点.     

互感器三相同步测量技术分析及实现

三相组合式互感器校验台采用最新的虚拟仪器的设计思想,用户只需通过计算机屏幕上的虚拟仪器界面,操作鼠标和键盘,即可按规程的要求完成对计量箱、五柱式电压互感器、电流互感器、电压互感器的全自动测试,并对测试结果进行分析、计算和数据库管理,按用户的需求打印测试记录和各种证书。是电力系统和其它部门互感器检定的理想设备。     

基于虚拟仪器技术的变压器状态监测系统

介绍了基于虚拟仪器技术的变压器在线监测系统的软件结构及各个功能模块的实现方法。论述了利用Labview在Windows操作系统下,如何实现系统数据采集、实时数据高速存储、数据库管理、多虚拟示波器界面及游标等核心功能。开发的系统实时性强、界面友好、数据管理方便、操作灵活。实践证明,虚拟仪器技术应用于变压器在线监测系统软件中,开发效率高、系统功能强、维护性好、便于扩展。     

谐波背景下电能计量系统的计量误差分析

电能计量系统由电能表、电压互感器与电流互感器三部分构成,谐波条件下这三部分的误差都将影响电能计量系统的整体计量误差。针对谐波条件下电力计量系统的计量准确性开展了研究,分别建立了谐波条件下电子式电能表、电容式电压互感器和电磁式电流互感器的谐波等效电路,分析了各自的谐波计量/测量误差及影响因素,并搭建了整个电能计量系统的模型,分析了其在谐波条件下的计量误差。通过对某具体电能计量系统的仿真分析,研究了谐波对电能计量系统影响的经济性。所研究内容为量化分析计量系统在谐波条件下的误差提供了参考。     

高功率脉冲能源装置监控系统的研制

针对脉冲功率技术中对Marx充电的能源设备及触发装置的自动化控制,介绍了一种基于虚拟仪器技术的高功率脉冲能源装置监控系统的研制。系统采用可编程高功率交流电源产生连续可调工频电压,经过高压变压器及硅堆等装置变换为直流高压,对Marx进行双极性的线性充电。主控计算机通过RS-485串口方式对可编程交流电源及数字延时触发设备进行实时状态监测及远程控制,采用VB6.0软件作为开发平台,并利用NI控件等完成了能源设备的虚拟数字化调压测控和数字延时触发等功能设计。为了减小实验现场高电压、大电流等形成的强电磁干扰对系统的影响,系统软硬件都融入了可靠性设计。整个监控系统应用灵活、工作可靠、实时性强、操作简单,具有可扩展性,是脉冲功率装置中自动控制技术应用的有益探索。     

高压电能表的研制

针对现有高压电能计量系统存在的问题,提出了一种整体工作在高压状态实现高压电能直接计量的高压电能表解决方案。采用低压电流互感器和高压电容分压器进行信号取样的电能计量单元分别工作在A相、C相的等电位状态,电能综合单元工作在B相电位,并通过光纤进行绝缘和信息交换,所有模块的工作电源通过电容耦合直接从高压获取,使高压电能表具有体积小、强防窃电功能、明确的准确度等级、避免铁磁谐振等特点。文中介绍了高压电能表的结构、原理,并讨论了高压电能表的传感器设计、计量电路硬件设计和工作电源设计,并对其误差和样机的测试结果进行了分析。     

新型中高压电子式电压互感器

提出以微型电流互感器检测耦合电容器电流,再将电流信号传输至控制室,转换为与一次电压成正比变化的二次信号的方法构成中高压电子式电压互感器的技术方案.详细论述了新型中高压电子式电压互感器的传感原理及结构,并对耦合电容器、微型电流互感器、功率放大器等关键技术进行了讨论.对所研制的新型中高压电子式电压互感器进行了精度试验、二次短路试验,试验结果表明新型电子式电压互感器性能良好.