電能質量監測裝置

理想的電力系統向用戶提供的應該是一個恒定工頻的正弦波形電壓，而隨著電力電子技術的發展，直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上被廣泛應用，如大功率可控硅器件、開關電源、變頻調速等，這些典型非線性負荷將從電網吸入或注入諧波電流，從而引起電網電壓畸變，使電網波形受到污染，供電質量惡化，附加損失增加，傳輸能力下降，成為影響電能質量的重要因素。

在電網中，三相負荷不平衡、電力系統諧振接地等會產生負序，大功率整流和非線性設備等會產生諧波。負序和諧波嚴重影響了供電質量，它們首先影響了電力設備安全運行。諧波可能引起諧振，諧振高壓加在電容器兩端，因為高次諧波對電容器阻抗很小，所以電容器易過負荷而擊穿；高次諧波電流流入變壓器，鐵芯損耗增加；高次諧波電流流入電動機，不僅鐵芯損耗增加，而且使轉子發生振動，嚴重影響加工質量；高次諧波使保護設備誤動作，使系統損失加大；高次諧波使電力系統發生電壓諧振，在線路上引起過電壓，會擊穿設備絕緣。負序和諧波對發電機不僅有熱效應，產生局部發熱，而且會使發電機組產生振動，并伴有噪音，嚴重威脅機組的安全穩定運行。

本公司生產的KN-612電能質量監測裝置采用*的32位DSP處理器，是具有高速采樣、計算、分析、統計、通訊和顯示等功能相結合的電能質量監測設備。可實時監測電網的高達63次的諧波含有率、諧波總畸變率、三相電壓不平衡度、閃變、電壓偏差、電壓波動、頻率、各次諧波有功功率、無功功率、真功率因數、相移功率因數、真有效值、正負序等電能質量指標。

一、裝置特點

裝置硬件平臺具有如下主要特點：

1） 采用TI 公司32 位DSP 為核心，具有強大的數據處理能力和邏輯、控制能力，核心硬件處于進水平；

2） 采用的嵌入式實時操作系統作為軟件平臺，全部軟件采用高級語言編程，保證了系統的高可靠性和高移植性；

3） 數據采集通道采用單通道單A/D 設計，通道獨享一個16 位并行A/D，*同步采樣，精度更高、速度更快；

4） 大容量的存儲空間，滿足電能質量監測裝置對數據存儲的要求，實時數據掉電不丟失；

5） 采用鎖相環技術，防止了在電力系統頻率變化時對監測指標的影響，防止了頻率”泄漏”；

    6） 采用了四層印刷電路板（PCB）和SMT 工藝、繼電保護裝置常用的”背插式”結構；

二、裝置功能

裝置除具有常規的電能質量穩態指標的監測外，還對電能質量的暫態擾動，主要是電壓的驟升、驟降進行監測和記錄，具有較強的實用性。裝置主要具有以下功能：

   1） 基本測量量

   電網頻率；電壓、電流有效值；總的有功、無功功率、功率因數。

   2） 基本監測指標

a) 三相基波電壓、電流有效值，基波功率、功率因數、相位等；

b) 電壓偏差；

c) 頻率偏差；

d) 三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負序電壓、電流；

e) 諧波（2～63次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位；

各次諧波的有功、無功功率等；

   3） 高級監測指標

a) 間諧波；

b) 電壓波動、閃變；

c) 電壓驟升、驟降、短時中斷；

   4） 顯示功能

裝置面板上帶有大屏幕LCD顯示器，以圖形方式顯示主要電能質量監測指標的實時數據。

   5） 設置功能

可對裝置硬件時鐘進行設置，對監測參數進行設置、修改和查看，并設有密碼保護。

   6） 記錄存儲功能

可對基本監測指標和高級監測指標實時保存，統計時間間隔可設置，3Min數據（保存值、最小值、平均值、95％概率大值中的一項）在裝置上保存，掉電不丟失，之后按”*先出”原則更新。

   7） 統計功能

裝置具有對主要監測指標的在線統計功能，可統計一個時間段內監測指標的值、最小值、平均值、95％概率大值等。

   8） 通訊功能

裝置提供多種通訊接口方式，實現監測數據的實時傳輸或定時提取存儲記錄，可通過工業以太網接口與遠方電能質量管理中心通訊，也可通過RS232C/RS485接口與遠方通訊。

   9）暫態事件觸發錄波功能

可根據客戶要求設定事件觸發限值，記錄事件觸發前、后實時數據并保存，并保存有事件日志以供查詢。