電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置

理想的電力系統(tǒng)向用戶提供的應(yīng)該是一個(gè)恒定工頻的正弦波形電壓，而隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流輸電、大功率單相整流技術(shù)在工業(yè)部門(mén)和用電設(shè)備上被廣泛應(yīng)用，如大功率可控硅器件、開(kāi)關(guān)電源、變頻調(diào)速等，這些典型非線性負(fù)荷將從電網(wǎng)吸入或注入諧波電流，從而引起電網(wǎng)電壓畸變，使電網(wǎng)波形受到污染，供電質(zhì)量惡化，附加損失增加，傳輸能力下降，成為影響電能質(zhì)量的重要因素。

在電網(wǎng)中，三相負(fù)荷不平衡、電力系統(tǒng)諧振接地等會(huì)產(chǎn)生負(fù)序，大功率整流和非線性設(shè)備等會(huì)產(chǎn)生諧波。負(fù)序和諧波嚴(yán)重影響了供電質(zhì)量，它們首先影響了電力設(shè)備運(yùn)行。諧波可能引起諧振，諧振高壓加在電容器兩端，因?yàn)楦叽沃C波對(duì)電容器阻抗很小，所以電容器易過(guò)負(fù)荷而擊穿；高次諧波電流流入變壓器，鐵芯損耗增加；高次諧波電流流入電動(dòng)機(jī)，不僅鐵芯損耗增加，而且使轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量；高次諧波使保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，使系統(tǒng)損失加大；高次諧波使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，在線路上引起過(guò)電壓，會(huì)擊穿設(shè)備絕緣。負(fù)序和諧波對(duì)發(fā)電機(jī)不僅有熱效應(yīng)，產(chǎn)生局部發(fā)熱，而且會(huì)使發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)，并伴有噪音，嚴(yán)重威脅機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

本公司生產(chǎn)的KN-612電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置采用先進(jìn)的32位DSP處理器，是具有高速采樣、計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)、通訊和顯示等功能相結(jié)合的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備。可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的高達(dá)63次的諧波含有率、諧波總畸變率、三相電壓不平衡度、閃變、電壓偏差、電壓波動(dòng)、頻率、各次諧波有功功率、無(wú)功功率、真功率因數(shù)、相移功率因數(shù)、真有效值、正負(fù)序等電能質(zhì)量指標(biāo)。

一、裝置特點(diǎn)

裝置硬件平臺(tái)具有如下主要特點(diǎn)：

1） 采用TI 公司32 位DSP 為核心，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和邏輯、控制能力，核心硬件處于高水平；

2） 采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，全部軟件采用高級(jí)語(yǔ)言編程，確保了系統(tǒng)的高可靠性和高移植性；

3） 數(shù)據(jù)采集通道采用單通道單A/D 設(shè)計(jì)，通道獨(dú)享一個(gè)16位并行A/D，完全同步采樣，精度更高、速度更快；

4） 大容量的存儲(chǔ)空間，滿足電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)掉電不丟失；

5） 采用鎖相環(huán)技術(shù)，防止了在電力系統(tǒng)頻率變化時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的影響，防止了頻率”泄漏”；

   6） 采用了四層印刷電路板（PCB）和SMT 工藝、繼電保護(hù)裝置常用的”背插式”結(jié)構(gòu)；

二、裝置功能

裝置除具有常規(guī)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)外，還對(duì)電能質(zhì)量的暫態(tài)擾動(dòng)，主要是電壓的驟升、驟降進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。裝置主要具有以下功能：

   1） 基本測(cè)量量

   電網(wǎng)頻率；電壓、電流有效值；總的有功、無(wú)功功率、功率因數(shù)。

   2） 基本監(jiān)測(cè)指標(biāo)

a) 三相基波電壓、電流有效值，基波功率、功率因數(shù)、相位等；

b) 電壓偏差；

c) 頻率偏差；

d) 三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負(fù)序電壓、電流；

e) 諧波（2～63次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位；

各次諧波的有功、無(wú)功功率等；

   3） 高級(jí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

a) 間諧波；

b) 電壓波動(dòng)、閃變；

c) 電壓驟升、驟降、短時(shí)中斷；

   4） 顯示功能

裝置面板上帶有大屏幕LCD顯示器，以圖形方式顯示主要電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

   5） 設(shè)置功能

可對(duì)裝置硬件時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置，對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和查看，并設(shè)有密碼保護(hù)。

   6） 記錄存儲(chǔ)功能

可對(duì)基本監(jiān)測(cè)指標(biāo)和高級(jí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)實(shí)時(shí)保存，統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔可設(shè)置，3Min數(shù)據(jù)（保存大值、小值、平均值、95％概率大值中的一項(xiàng)）在裝置上保存，掉電不丟失，之后按”先進(jìn)先出”原則更新。

   7） 統(tǒng)計(jì)功能

裝置具有對(duì)主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)的在線統(tǒng)計(jì)功能，可統(tǒng)計(jì)一個(gè)時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的大值、小值、平均值、95％概率大值等。

   8） 通訊功能

裝置提供多種通訊接口方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸或定時(shí)提取存儲(chǔ)記錄，可通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)方電能質(zhì)量管理中心通訊，也可通過(guò)RS232C/RS485接口與遠(yuǎn)方通訊。

   9）暫態(tài)事件觸發(fā)錄波功能

可根據(jù)客戶要求設(shè)定事件觸發(fā)限值，記錄事件觸發(fā)前、后實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并保存，并保存有事件日志以供查詢。