基于LabVIEW的直流电能表检验装置设计

2011-05-22 22:28:44来源: 电子设计工程 关键字:LabVIEW  检验  直流电能表

  现如今,直流电能表应用范围迅速扩大,不仅包括无轨电车、有轨电车、地铁车辆、电动汽车和光伏发电等领域的直流能量计量,而且适用于工矿企业、民用建筑、楼宇自动化等现代供配直流电系统。换言之,随着直流电能表应用领域的不断扩大,对于它准确计量的需求也在日益提高,但经过在国内外查找搜寻,均无法获得电子式直流电能表的检验装置,因此针对此种情况,这里设计一种直流电能表检验装置。

  LabVIEW是一种虚拟仪器开发平台软件,使用图形化编程语言编程,简单直观,极大地节省程序开发时间,功能强大、灵活,可以广泛应用于自动测量系统、工业过程自动化和实验室仿真等领域。基于LabVIEW软件开发的直流电能表检验装置界面友好,直观,依据实物模型设计的虚拟仪表实时显示采集到的电压和电流值,且可视化效果好,调试方便,通用性较强。

  1 直流电能表检验装置的设计与实现

  PC机根据设定的检验条件(包括检验时间、电压和电流的参比值等参数)自动控制整个直流电能表检验过程,采用CAN或RS-485总线与受检电能表通信,获取受检电能表的能量计量。开始检验时,PC机控制电压源和电流源输出预设信号,由检验装置和受检电能表同时开始计量。检验过程中,PC机采集相应的电压和电流信号值,并利用积分法计算电能量,结果作为能量计量基准。用户界面显示电能基准值,同时根据设定的通信方式获取并显示受检电能表计量结果,计算并给出受检电能表的测量误差。电压源和电流源输出量的大小可由PC机通过控制模块远程调节。PC机利用控制模块上多通道模拟信号输出功能,将设定的电源目标输出值分别转换成对应的模拟控制信号,与电压源和电流源的模拟控制接口的信号相连,从而实现了PC机对两个电源的远程控制。设计的系统整体结构如图l所示。

系统整体结构

  2 基准电能计量原理

  直流电能表检验装置中基准电能计量采用积分法进行计算,该方法具有较强的抗干扰能力。这是因为,直流电能表的检验工作必须考虑到相关工作环境的特点:

  1)能量的直流脉动性  供电电压上很可能会叠加交流分量,负载电流很可能会经常变化;

  2)网压波动范围大  部分直流供电网电压波动幅度达到甚至超过±20%;

  3)网压的大量高次谐波成分  不仅网压本身为脉动性质,同时某些用电设备也会在线网上产生大量的谐波。

  综上所述,基准电能计量采用积分法进行计算,即某段时间之内(t1~t2)能耗的计算方法如下:
  
式中,u(t)、i(t)分别为在t1~t2时间段内t时刻的工作电压(V)和电流(A),W为t1~t2时间段内消耗的电能量(kWh)。将各个时间段内的消耗能量累加即可得到总的耗能数值。

[1] [2] [3]

关键字:LabVIEW  检验  直流电能表

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0522/article_2470.html
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