當(dāng)前位置:首頁 > 測試測量 > 測試測量
[導(dǎo)讀]摘要:電力系統(tǒng)錄波儀是記錄發(fā)電機(jī)、變壓器、電力輸送線路、電站以及電廠的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)模擬量與事件量信息,監(jiān)視電力系統(tǒng)運行,保存試驗數(shù)據(jù),記錄和捕捉故障信息,為研究電網(wǎng)運行方式及評價保護(hù)裝置性能提供依據(jù)的重

摘要:電力系統(tǒng)錄波儀是記錄發(fā)電機(jī)、變壓器、電力輸送線路、電站以及電廠的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)模擬量與事件量信息,監(jiān)視電力系統(tǒng)運行,保存試驗數(shù)據(jù),記錄和捕捉故障信息,為研究電網(wǎng)運行方式及評價保護(hù)裝置性能提供依據(jù)的重要儀器。文中結(jié)合虛擬儀器技術(shù)和軟件編程技術(shù),給出了一個電力系統(tǒng)錄波分析儀的設(shè)計與實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞:LabWindows;數(shù)據(jù)采集;波形數(shù)據(jù);記錄;多線程

0 引言
    虛擬儀器一般主要包括計算機(jī)、軟件平臺和儀器硬件等三部分。虛擬儀器的硬件形式雖有區(qū)別,但基本構(gòu)成是一樣的。即將儀器硬件搭載到計算機(jī)上,利用相應(yīng)的軟件完成控制、測試及數(shù)據(jù)處理和顯示任務(wù),從而實現(xiàn)以計算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字化采集測試分析系統(tǒng)。

1 虛擬儀器的系統(tǒng)構(gòu)成
    圖1所示是一個虛擬儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由圖可見,整個系統(tǒng)分為兩個部分,其中硬件部分主要由計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡以及電壓電流傳感器組成,數(shù)據(jù)采集卡采用研華USB4711數(shù)據(jù)采集卡,具有12位AI分辨率,采樣速率高達(dá)150 kS/s,同時具有16路模擬量輸入、2路模擬量輸出、8路數(shù)字量輸入、8路數(shù)字量輸出以及1路32位計數(shù)器;軟件部分采用LabWindows虛擬儀器設(shè)計平臺,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、錄波、波形顯示等功能,并可分析信號的有效值、功率、諧波分量、相位角、對稱分量等信息。電壓電流信號通過傳感器可轉(zhuǎn)換成0~10 V,4~20 mA信號,然后通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后傳給電腦,并在LahWindows平臺下進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以記錄并顯示數(shù)據(jù)波形。



2 測量原理
    本系統(tǒng)可用于測量三相電壓電流的有效值、功率、頻譜、諧波、相位角、對稱分量,下面介紹各個參數(shù)的計算及實現(xiàn)原理和方法。
2.1 有效值計算
    對于連續(xù)信號,假設(shè)電壓信號瞬時表達(dá)式為u(t),則有
   
    然后再對信號進(jìn)行離散化采樣,以得到序列{u[k]},則電壓有效值為:
   
2.2 頻譜與諧波分析
    采用FFT變換可將采樣得到的數(shù)字信號中各次諧波在頻域中進(jìn)行分離,以求出各次諧波頻率,并得到各次諧波下電壓電流的幅值和相角頻譜;然后,再將采樣得到的數(shù)字信號利用對稱分量法進(jìn)行計算,即可求出基波的正序和負(fù)序分量。
    離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform)的實質(zhì)是有限長序列傅立葉變換的有限點離散采樣,因此,該變換開辟了頻域離散化的道路,它可使數(shù)字信號的處理在頻域采用數(shù)字運算的方法進(jìn)行,從而大大增加了數(shù)字信號處理的靈活性。將信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后變成離散時間信號,一般可采用離散傅立葉(DFT)變換法。其長度為M的有限長序列x(n)的傅立葉變換公式為:

    通常快速傅立葉變換(FFT)不是一種新的變換,而是離散傅立葉變換(DFT)的一種快速算法。它通過對DFT變換式進(jìn)行一次次的分解,以使其成為若干項DFT的組合,從而減小運算量。本文采用的FFT以2為基數(shù),它具有運算效率高,程序簡單,使用方便等特點。



3 系統(tǒng)功能
3.1 用戶界面功能
    本系統(tǒng)的功能主要是通過軟件的實現(xiàn)。表1所列是該虛擬儀器的軟件功能列表。圖2所示是其電力系統(tǒng)錄波儀的主界面圖。


3.2 數(shù)據(jù)的采集及存儲
    為了避免數(shù)據(jù)阻塞,減少運行過程中數(shù)據(jù)采集與用戶界面的影響,本錄波儀的軟件部分采用多線程技術(shù)。LabWindows提供有線程池(th-readpool)和異步定時器(asynchronous timers)兩種多線程機(jī)制。本文采用線程池及機(jī)制編寫。但采用多線程有可能造成數(shù)據(jù)不必要的改動甚至出錯,因此,LabWindows提供了線程安全隊列進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)。它可將采集到的數(shù)據(jù)寫入安全隊列,分析數(shù)據(jù)時再從安全隊列中取出。數(shù)據(jù)存儲采用二進(jìn)制形式,數(shù)據(jù)采集及存儲的部分程序如下:


3.3 數(shù)據(jù)分析
    數(shù)據(jù)分析主要是分析信號的有效值、功率、諧波分量、相位角等信息。諧波分量、相位角分析采用FFT算法,可通過極坐標(biāo)的變換得到;功率譜分析也可利用FFT算法及相應(yīng)算法得到。FFT可以實現(xiàn)時域向頻域的轉(zhuǎn)化,其函數(shù)原型為:
    Int status=FFT(double x[],double y[],intn);
    其中,參數(shù)x輸出為傅立葉變換的實部,y輸出為傅立葉變換的虛部。x和y既是輸入,也是輸出,n為x,y的長度,并且一定是2的整數(shù)次冪。實現(xiàn)該功能的核心代碼如下:



4 結(jié)束語
    試驗結(jié)果顯示,本文設(shè)計的錄波儀不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)錄波儀的功能,而且具有造價低,使用方便,可實現(xiàn)資源共享等特點。此外,本系統(tǒng)還可改成分布式系統(tǒng),即采用嵌入式主板加數(shù)據(jù)采集卡,然后通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)文件,而用上位機(jī)接收數(shù)據(jù),最后進(jìn)行處理并顯示。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉