
我公司研制的HH-DZFII电能质量装置,采用DSPARM9为核心,DSP具有极强的数据处理能力用来完成数据的采集与计算,核心硬件处于国内先进水平。
ARM9用来进行数据的统计、显示、存储、按键、通讯和报警跳闸功能。采用WINCE5.0嵌入式实时操作系统作为软件平台,全部软件采用高级语言编程,保证了系统的高可靠性和高移植性。
电网频率、三相基波电压、电流有效值,基波有功功率、无功功率、功率因数、相位等;
电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、负序电压、电流;
谐波(2~50次):包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位。
间谐波、电压波动、闪变,电压骤升、骤降、短时中断、暂时过电压、瞬态过电压。
装置具有对主要监测指标的在线统计功能,可统计一个时间段内监测指标的最大值、最小值、平均值、95%概率大值等。
装置提供多种通讯接口方式,实现监测数据的实时传输或定时提取存储记录,可通过工业以太网接口与远方电能质量管理中心通讯,也可通过RS232C/RS485接口,以GPRS方式(定制)与远方通讯。
表中1).Un为标称电压,Uh为谐波电压测量量;In为额定电流,Ih为谐波电流测量量。
2).A级仪器频率测量范围为0~2500Hz,用于较精确的测量,仪器的相角测量误差小于等于
根据国标《电能质量监测设备通用要求》的规定,装置对间谐波的测量采用标准IEC 61000-4-30(7)规定,即:对工频50Hz系统,采样时间取10个周波(200ms)
——间谐波的监测取值方法仍依据GB/T 14549-93针对谐波的取值办法来进行,即一个基本记录周期为3秒钟;
电力系统的电压波动和闪变主要是由具有冲击性功率的负荷引起的,如变频调速装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和轧钢机等。这些非线性、不平衡冲击性负荷在生产的全部过程中有功和无功功率随机或周期性的大幅度变动,当其波动电流流过供电线路阻抗时产生变动的压降,导致同一电网上其它用户电压以相同的频率波动。这种电压幅值在一些范围内(通常为额定值的90%~110%)有规律或随机地变化,称为电压波动。
人脑神经对照度变化需要有最低的记忆时间,高于某一频率的照度波动普通人便觉察不到,闪变是经过灯一眼一脑环节反映人对照度的主观视感,引入视感度系数Kf可以更为本质地描述灯一眼一脑环节的频率特性。
Kf=产生同样视感度的8.8Hz正弦电压波动/产生同样视感度的f Hz正弦电压波动
暂态过电压是指在给定安装点上持续时间比较久的不衰减或弱衰减的(以工频或其一定的倍数、分数)振荡的过电压。
瞬态过电压是指维持的时间数毫秒或更短,通常带有强阻尼的振荡或非振荡的一种过电压。它可以叠加于暂时过电压上。
实时监测电压瞬时值,在发生扰动时,经过特定的检测算法,判断出扰动,并给出扰动发生的时刻,扰动的幅度,扰动的相位变化,扰动维持的时间等信息;
电压波动引起照度波动对人的主观视觉反应称为瞬时闪变视感度st。通常以闪变觉察率为50%,作为瞬时闪变视感度的衡量单位,即定义为st=1觉察单位。与st=1觉察单位相对应的各频率电压波动值 %,是研究闪变的实验依据。
监测装置具备B码对时功能及GPS脉冲对时功能。可保持与远方管理中心的时钟一致。
可根据客户真正的需求设定事件触发条件(手动或自动),记录事件触发前、后实时数据并保存,并保存有事件日志以供查询。
TI公司32位高速DSP负责数据采集,采样率为25.6KHz,即每周波采样512点。核心器件A/D转换芯片采用16位、6通道、同步采样A/D转换器件,具有转换精度高,转换速度快,同步采样等优点。同时,为防止由于频率偏离额定值时造成测量误差,装置采用硬件锁相环技术,频率自动跟踪,实时调整采样间隔,以防止频率“泄漏”。
装置应能承受GB/T 2423.9-2001规定的恒定湿热试验。试验温度40℃±2℃、相对湿度(93±3)%,试验时间为48小时,在试验结束前2小时内,用500V直流兆欧表,测量各外引带电回路部分外露非带电金属部分及外壳之间、和电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻应不小于1.5MΩ;介质耐压强度不低于表1规定的介质强度试验电压幅值的75%。
强大的通讯接口,装置配置了工业以太网,通讯速率高达100Mbps,还配置有RS232C、RS485、USB通讯接口,可选择多种通讯方式与远方管理中心交互数据;
核心硬件采用四层印刷电路板(PCB)工艺和SMT工艺,硬件可靠性和电磁兼容能力达到国内领先水平,达到了国标对电能质量监测装置的EMC的要求。
在监测功能方面,装置除具有常规的电能质量稳态指标的监测外,还对电能质量的暂态扰动,主要是电压的骤升、骤降进行监测和记录,具有较强的实用性。
对于电弧炉等随机变化负荷的电压波动,不仅要检查其最大电压波动,还要在足够长时间观察电压波动的统计特件。 (统计时间为10min)是描述短时间闪变的统计值, (统计时间为2h)为描述长时间闪变的统计值。
电压骤降是指工频条件下电压均方根值减小到10%至90%,维持的时间为10ms至1 min的短时间电压波动现象。
电压暂升在电力系统某一点的电压突然骤然到1.1~1.8p.u,维持的时间通常在10ms~1min。
电压短时中段是指供电电压消失一段时间(电压降到0.1p.u.以下),一般不超过几分钟。短时中断可以认为是100%幅值的电压暂降。
设置功能:可对装置基本信息参数、越限参数进行设置、修改和查看,并设有密码保护。
装置内置SD卡(容量可选)可对基本监测指标和高级监测指标实时保存,保存时间可设置,实时数据在装置上最长保存时间为一年,之后按“先进先出”原则更新。
按国标要求每10分钟保存一个电压波动记录,取10分钟内电压波动的最大值连同该10分钟时间段结束的时刻构成一条完整的电压波动记录;
电压闪变的衡量指标主要短时间闪变严重度 和长时间闪变严重度 ,分别定义为:
电压波动通常会引起许多电工设备异常工作,如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使电子仪器工作失常、使白炽灯光发生闪烁等等。由于一般用电设备对电压波动的敏感度远低于白炽灯,为此,选择人对白炽灯照度波动的主观视感,即“闪变”,作为衡量电压波动危害程度的评价指标。
电压波动( )为一系列电压变动或工频电压包络线的周期性变化。电压波动值为电压均方根值的两个相邻的极值之差、常以其标称电压 的百分数表示其相对百分值,即:
指三相电力系统中三相不平衡的程度,用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。电压或电流不平衡度分别用 或 表示。
装置能承受有效值为2500V、频率为50Hz、历时1min的绝缘强度试验,而无击穿和
用开路电压为500V的兆欧表测量装置的绝缘电阻值,正常试验大气条件下各等级的各回
在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压6kV。
“闪变”作为电压波动引起的人眼对灯闪的主观感受,不仅与电压波动的大小有关,还与波动的频率、波形、灯具的性能和人的视感等因素相关。为描述闪变对人视觉的影响程度,IEC推荐采用不一样波形、频度、幅值的调幅波及工频电压作为载波向工频230V、60W白炽灯供电照明。经观察者抽样(500人)调查,闪变觉察律F(%)的统计公式为:
判断出扰动后,立即启动波形捕捉功能,即录波功能,波形记录应包括事件触发前、后的波形,录波格式可整定;录波长度可整定,触发前不少于5个周波,触发后不少于5个周波。
数据采集部分采用6通道、同步采样的16位高速A/D转换器,采集精度高,实测精度达到电能质量监测指标国家标准的要求;
大容量的存储空间,满足电能质量监测装置对数据存储的要求,可保存一年以上的历史数据掉电不丢失。
采用了硬件锁相环技术,频率自动跟踪,防止了在电力系统频率变化时对监测指标的影响,防止了频率“泄漏”。
谐波(Harmonic)即对周期性的变化量进行傅里叶级数分解,得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量,它是由电网中非线性负荷而产生的。
装置对电压、电流采样值进行FFT分解,能够获得各次谐波分量,由于采取了频率自动跟踪补偿,消除了频率“泄漏”,防止了基波频率偏离额定值情况下造成的测量误差。
采样窗口等的要求应满足IEC 61000-4-30:2003的要求,每次采样窗口为不重叠的10个周波,以3秒为一个基本记录周期,测量结果即分析数据为3秒内6组等间隔采样的均方根值
问谐波是指非整数倍基波频率的谐波,这类谐波可以是离散频谱的或连续频谱的。
通过GB/T 17626.2-1998规定的严酷等级为IV级的静电放电抗扰度试验。