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利用数据采集系统实现多通道电能质量分析

   日期:2006-06-23     来源:北京东方中科集成科技有限公司    作者:管理员    
1.系统功能概述
  谐波分析系统是北京东方中科系统集成科技有限公司于2004年5月开发成功,并成功地应用于电力、能源、军工、制造等行业,并通过国家计量部门的计量认可。
  谐波分析系统的主要功能是完成220v或380v等50hz工频信号的交流电流和电压信号的高速度和高精度的数据采集和数学分析,还原其基波及谐波的原始图形,同时并行采集分析几十个电流和电压信号,并分析出电流信号的奇数次谐波,通过傅立叶变换(FFT),给出各阶次的谐波有效值和谐波含量;并分析三相电气设备的瞬时功率和平衡度分析。

2.系统性能指标
 (1)谐波分析分析通道数:最大32个信号。
 (2)分辨率:16Bit。
 (3)电流测试精度:1%~0.2%。
 (4)接口形式:并口。
 (5)信号线接口:BNC。
 (6)信号-物理的转换公式可任意设置,并可任意修改。
 (7)可对任意物理量进行数据显示、波形显示、分离处理、打印处理、存盘处理。
 (8)集成多种功能:模拟输入,频率输入,定时器输出,数字I/O,模拟输出;
 (9)与计算机多种通讯方式:并口;
 (10)模拟输入:
    ·16bit,200kHz
    ·8通道差分/16通道单端,可扩至256通道
    ·总模拟输入扩至1024通道
    ·板上扫描排序器提供精确的通道扫描间隔(5μs)
    ·多种触发方式:模拟、数字、软件,时间延迟<5μs
    ·预触发缓存的大小无限制,只取决于PC的内存和硬盘大小
    ·同步完成模拟量、数字量和频率的测试
 (11)4通道,16bit,100kHz模拟输出(可选);
 (12)40路数字I/O,可与模拟通道同步;
 (13)数字I/O可扩至272通道,包括可选的电隔离和继电器隔离;
 (14)4个级联计数器/脉冲输入通道;
 (15)2个计数器/脉冲输出通道;
 (16)多单元同步扫描;
 (17)通过选择下列扩展卡或扩展模块可实现同步采样保持、高、低通滤波、抗混滤波、隔离信号调理、差分输入/输出、声音、振动、应变的测试等。

3.系统硬件图和连接说明
 1) 系统硬件图

系统设备图

 2) 系统原理图


4.谐波分析系统介绍
 1) 谐波分析主程序界面

主程序界面图


 2) 实时显示试验数据的波形
  ·可同时在同一个画面显示多个波形;也可分图形显示个参数的波形。
  ·任意增加曲线和减少显示的曲线;

信号波形

 3) 提供各组电气设备三项电流的测量有效值和实时电流曲线,同时给出总功率W1-t、W2-t和平衡度P1-t、P2-t曲线。

电流谐波分析试验数据

 4) 对每一通道的电流信号进行谐波分析,给出谐波次数、谐波有效值、谐波含量、电流曲线、谐波分析曲线

各电流谐波分析程序

5.谐波分析系统的简单原理
  本系统的建立是根据谐波的定义对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,即为谐波。通过谐波频率与基波频率(n=fn/f1)进行分析计算,得出谐波次数。本系统主要是对电力、变频器设备的谐波的有效值和含量进行测量和分析,其频率范围一般为2≤n≤49。

6.系统简单框图

系统框图
 
  
  
  
  
 
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