基于NICompactRIO的电能质量分析平台

2012-10-11 09:41:49来源: 21IC

本文的主要目的是实现一个包含一套完整的仪器的电能质量分析仪,该仪器能够执行所有必要的电能相关的测量,并且能够在一个运行实时操作系统的小型硬件系统上实现并行处理。另外,系统的可扩展性也是必须要考虑进来的要点,这主要是为了在进行设计测量和数据处理运算时符合最新的IEC和EN标准。

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图1带有电能质量监控功能的电能传输示意图

什么是需要测量的量?

电压质量由以下参数进行定义:频率、电压电平变化、闪变、三相系统不平衡、谐波光谱、总谐波失真和信号电压电平等。特殊情况下需要将电流信号和电压一起分析。这样就可以分析电流相关的参数,并能够计算一些间接参量。

典型的电能质量分析仪采集并分析电网中的三路电压,并根据国际标准的规定计算电压质量。

电能质量测量很重要?

电能的不同寻常之处在于它必须连续不断被接收和使用,人们无法方便地大量储存电能,并且在使用前无法方便地对它进行质量检验。此时进行预防工作的成本相对而言是较低的,并且工程师从优化系统运行流程到监测与控制设备的整体安装等。

若电能质量较差,则有可能对生产线造成重大损伤。因此,通过监测电能质量,我们就能够在系统遭到损伤,并导致严重的财务损失之前找到潜在的问题。

我们的电能质量分析软硬件包被命名为ENA,是用于电能质量监测的综合的模块化系统。

基于CompactRIO的电能质量分析仪

本文展示的型号是ENA450电能质量分析仪,但是由于NICompactRIO产品系列和系统的可扩展性以及LabVIEW代码的可移植性,满足各种不同的应用以及客户的特殊需要可以将系统调节成不同的尺寸大小。

除基于完全灵活的NICompactRIO系统(ENA450.EC)以外,本文还创造了另外两种整体解决方案,可以把应用程序部署至:"集成化的CompactRIO系统(ENA450.EB,ENA450.NB);"或者单板RIO(即Single-BoardRIO)(ENA460)系统。

电能质量分析仪的性能由仪器硬件和软件确定。ENA电能质量监测系统包含一系列的软件应用程序,这些应用程序可以用于分析仪的远程控制、已储存数据分析及通过因特网发布电能质量数据。

如何选择开发平台

与传统的基于计算机的仪器相比较,C系列模块实现系统更加紧凑、坚固,并且尺寸更小。而且,NICompactRIO系列产品还能够为我们提供各种不同的尺寸规格,能够快速适应不同客户及不同应用的需要。

本文从丰富的C系列I/O模块中选择了为电网测量而设计的NI9225300V功率测量模块进行高电压的测量。该模块能够测量110V电网的相电压和线电压,以及240V电网的相电压。针对电流测量,我们使用了NI9227。它还具有更好的温度规格(工作温度范围在-40°C和+70°C之间),以及非常低的功率消耗(约为8瓦)。

NI9225电能质量分析仪和NI9227电能质量分析仪能够在50k采样点/秒的采样率下实现同步采样,能够实现精确的三相功率测量以及电能质量测量。本文还设计了特殊的电压和电流模块供选择:EL9215U-R1和EL9215I-R1,它们都基于NI9215模块设计并内嵌了我们的信号调理电子元件。它们占用三个插槽,可以集成到CompactRIO机箱中使用。ENA电能质量分析仪固件的最低要求是带400MHz处理器的控制器和带有2M现场可编程门阵列(GateFPGA)的机箱。

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关键字:NICompactRIO  电能质量  分析平台

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/1011/article_6066.html
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