工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng).pdf

1、我國地域廣闊，發(fā)電資源分布和用電負(fù)荷的發(fā)展極不平衡。隨著電能與電力負(fù)荷中心距離的逐漸增大，高效節(jié)能、安全可靠的特高壓輸電技術(shù)被提到了議事日程。中國電力科學(xué)研究院在北京昌平組織建設(shè)了我國的特高壓直流試驗(yàn)基地，試驗(yàn)基地為我國特高壓直流輸電工程的建設(shè)和運(yùn)行提供了有力的技術(shù)支撐。 本文介紹了一種基于虛擬儀器技術(shù)的工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng)，本測量系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用到北京中國電力科學(xué)院±1200kV雙極直流高電壓發(fā)生器測量系統(tǒng)中。在本測量系

2、統(tǒng)中，應(yīng)用主流的數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)了對(duì)整流變壓器輸入電壓、電流和直流發(fā)生器輸出電壓、電流信號(hào)的測量。本數(shù)字化測量系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算電壓、電流信號(hào)的峰值和有效值，能夠?qū)﹄妷骸㈦娏餍盘?hào)進(jìn)行頻譜分析和各次諧波分量的計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)波形的顯示和歷史數(shù)據(jù)的記錄，同時(shí)，本系統(tǒng)還能夠?qū)⒏鞣N測量結(jié)果通過Internet傳送到終端計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。 本文詳細(xì)闡述了虛擬儀器技術(shù)的概念和構(gòu)成，以及工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究了PC

3、I-6250數(shù)據(jù)采集卡的性能和使用方法。在測量回路的硬件設(shè)計(jì)方面，本文詳細(xì)闡述了電壓、電流測量回路的設(shè)計(jì)，以及電壓、電流變送器的選擇和低通濾波電路的設(shè)計(jì)。在軟件部分，重點(diǎn)介紹了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及峰值、有效值的計(jì)算方法和FFT算法的設(shè)計(jì)。 最后，作者在實(shí)驗(yàn)室建立了模擬試驗(yàn)電路，并把系統(tǒng)測量結(jié)果與TDS3012B數(shù)字示波器測量結(jié)果進(jìn)行比較，通過對(duì)測量結(jié)果誤差的分析，驗(yàn)證了峰值、真有效值算法以及FFT算法的正確性。在試驗(yàn)現(xiàn)場，作者重

4、點(diǎn)分析了現(xiàn)場的干擾情況和采集卡的通道耦合問題，設(shè)計(jì)了硬件濾波器和軟件濾波功能，抑制測量系統(tǒng)中的高頻干擾信號(hào)，提高了測量系統(tǒng)的測量精度和抗干擾能力。作者應(yīng)用MATLAB的數(shù)字信號(hào)分析工具對(duì)整流變壓器輸入電壓信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，并與本測量系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明濾波后電源的諧波含量滿足工程的要求。同時(shí)，在試驗(yàn)現(xiàn)場對(duì)±1200kV雙極直流高電壓發(fā)生器輸出電壓信號(hào)進(jìn)行測量，通過與認(rèn)可的測量系統(tǒng)的測量結(jié)果的對(duì)比和分析，證明工頻高電壓數(shù)字化測量系