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高端数字万用表在市电谐波分析中的应用
时间:2011-9-8  来源:节能减排网  
前言
  随着城市化和工业化的进一步发展,越来越多的电力电子设备在电网中广泛使用,产生了大量的电力谐波注入到电网,这种不受控的电力谐波成为电力系统的一大公害。对市电进行电力谐波分析就可以分析出其附近区域内电网工作状况,从而为电网安全状态提供依据。
  由于市电电压在120~380V范围内,峰值电压小于1000V,台式万用表即可方便测量,并且可以反映出大多数设备工作的电压环境。
  本文以RIGOL高精度台式万用表DM3068为例,利用DM3068的DCV挡的1000V量程和10kSa/s采样速度对市电信号采集,利用USB接口上传采集的数据,借助C语言和VISA驱动实现对电力信号的全自动采集和存储,再借助C和Matlab的良好接口能力和Matlab的强大运算能力对数据进行分析,从而得到谐波分析结果。整个测试系统可以做到全自动运行。
  电力谐波的危害
  电力谐波对电力传输和使用都会造成很大的危害,通常表现在以下几个方面:
  ①电力谐波会引起电网的谐振,对系统构成重大威胁,特别是对电容器和与之串联的电抗器件,电网谐振常会使之烧毁。
  ②谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
  ③电力谐波会造成电力设备过热或电力损耗,会对使用电源工作的电子设备造成干扰,导致设备工作不稳定,验证时可能损坏设备。
  动态实时的监控和测量电力网络中的谐波,对电力安全有很重要的意义。
  电力信号测量分析环境准备
  硬件环境
  RIGOLDM3068一台、普通电脑一台。硬件上只需要用USB线连接数字万用表和电脑即可开始工作。硬件连接示意图如图1所示。
  实现原理
  此实验需要数字万用表具有高速采样、高精度测量和宽的电压测量范围特性,而RIGOLDM3068正好具备以上全部性能。其中,它的最高测量速度达到了10kSa/s,直流电压测量准确度可以达到±(读数*0.0035;C:/WINDOWS/system32”目录下会有一个“visa32.dll”文件。“C:/ProgramFiles/IVIFoundation/VISA/WinNT/lib/msc”目录下包含了编译时链接“visa32.dll”时所需的“visa32.lib”文件。在“C:/ProgramFiles/IVIFoundation/VISA/WinNT/include”目录下包含了我们所需的头文件。可以通过设置VC6.0的工程路径包含上述文件,或直接将上述文件复制到程序存放的目录即可。
  安装VC6.0以上环境,用于开发基于C/C++语言的测量控制程序。
  安装Matlab2007以上版本,用于进行数据分析和图形化分析结果。
  利用Matlab生成FFT分析程序
  数据分析直接利用Matlab进行,在Matlab中编辑好用于数据分析的源码并写成函数,保存编辑好的源码为“FFT.m”文件。假设使用“F:/matlab”为当前工作目录。源代码如下:
  functionFFT_Tran()
  loadf:/matlab/data.txt
  Fs=10000;;data.txt”为外部数据源文件。此数据源就是将来用C语言借助VISA驱动控制DM3068测量的数据保存为文本文件,每一个测量数据以文本方式保存为独立的一行即可。

( 责任编辑:管理员 )
 
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