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三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù):387 更新時(shí)間:2022-09-15 返回

三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)1章 概 述

  隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流輸電、大功率單相整流技術(shù)在工業(yè)部門和用電設(shè)備上被廣泛應(yīng)用,如大功率可控硅器件、開關(guān)電源、變頻調(diào)速等,這些典型非線性負(fù)荷將從電網(wǎng)吸入或注入諧波電流,從而引起電網(wǎng)電壓畸變,使電網(wǎng)波形受到污染,供電質(zhì)量惡化,附加損失增加,傳輸能力下降。在電網(wǎng)中,三相負(fù)荷不平衡、電力系統(tǒng)諧振接地等會產(chǎn)生負(fù)序,大功率整流和非線性設(shè)備等會產(chǎn)生諧波。電能質(zhì)量下降,嚴(yán)重威脅供電、用電設(shè)備的可靠運(yùn)行。

電能質(zhì)量監(jiān)測裝置是我公司針對電能質(zhì)量監(jiān)測難題,研究總結(jié)國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測特點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,嚴(yán)格按照國家頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),自主設(shè)計(jì)開發(fā)的新一代嵌入式電能質(zhì)量在線監(jiān)測終端。采用*工控板+DSP+FPGA處理器,是具有高速采樣、計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)、通訊和顯示等功能相結(jié)合的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。

該裝置可全天候不間斷監(jiān)測電網(wǎng)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、功率因數(shù)、相移功率因數(shù)、有效值、正負(fù)序、暫態(tài)事件等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

    對電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可反映公用電網(wǎng)供到用戶受電端的交流電能質(zhì)量,各種用電設(shè)備在不同運(yùn)行狀態(tài)下對公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。對電力設(shè)備調(diào)整及運(yùn)行過程動態(tài)監(jiān)視,幫助用戶解決電力設(shè)備調(diào)整及投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題。監(jiān)測分析電力系統(tǒng)中動態(tài)參數(shù),并對相關(guān)設(shè)備的功能和技術(shù)指標(biāo)作出定量評價(jià),保護(hù)系統(tǒng)中重要設(shè)備的用電可靠,避免因電能質(zhì)量問題帶來引起的重大事故。

三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)第2章 裝置功能特點(diǎn)

LYDN9000B電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置除具有常規(guī)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測外,還對電能質(zhì)量的暫態(tài)擾動,主要是電壓的驟升、驟降進(jìn)行監(jiān)測和記錄。并且具有完善的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能,方便用戶及時(shí)準(zhǔn)確的了解線路電能運(yùn)行狀況。

2.1 裝置監(jiān)測項(xiàng)目

基本測量

電網(wǎng)頻率;電壓、電流有效值;總的有功、無功功率、功率因數(shù)

基本監(jiān)測指標(biāo)

a) 三相基波電壓、電流有效值,基波功率、功率因數(shù)、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(fù)序電  壓、電流;

e) 諧波(2100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;

f) 電壓波動、閃變;

監(jiān)測指標(biāo)

a) 間諧波;

b) 電壓驟升、驟降、短時(shí)中斷;

2.2電能質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析功能

分鐘統(tǒng)計(jì)功能

裝置具有對電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的分鐘統(tǒng)計(jì)功能,可按設(shè)定時(shí)間(1分鐘~10分鐘)統(tǒng)計(jì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的大值、小值、平均值、95%概率大值等。

日報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能

在電能質(zhì)量分鐘統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上,進(jìn)行日報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析功能,統(tǒng)計(jì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的大值、小值、平均值、95%概率大值等。

2.3事件記錄功能

暫態(tài)事件記錄

當(dāng)發(fā)生暫態(tài)事件,裝置能夠準(zhǔn)確地記錄該事件,包括事件類型、事件發(fā)生時(shí)刻、發(fā)生相別、特征幅值、暫態(tài)發(fā)生持續(xù)時(shí)間等。

穩(wěn)態(tài)事件記錄

裝置具有對電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)越限的判斷,并能夠根據(jù)配置文件靈活配置要記錄的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)越限事件,事件內(nèi)容包括事件類型、事件發(fā)生時(shí)刻、特征幅值。

2.4錄波功能

暫態(tài)觸發(fā)錄波

暫態(tài)事件自動觸發(fā)錄波,可同時(shí)記錄事件發(fā)生前后10周波和事件結(jié)束前后10周波波形數(shù)據(jù)。

2.5數(shù)據(jù)存儲功能

電能質(zhì)量數(shù)據(jù)存儲

可按設(shè)定間隔保存分鐘電能質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),保存間隔按3~60分鐘可配置。32G電子盤,保存時(shí)間長度根據(jù)設(shè)定保存間隔及監(jiān)測路數(shù)自由伸縮。數(shù)據(jù)存儲按“先進(jìn)先出"原則,循環(huán)覆蓋。數(shù)據(jù)停電不丟失,保存時(shí)間不小于10年。

數(shù)據(jù)拷貝

支持USB拷貝數(shù)據(jù)文件,且能夠自動新建相應(yīng)文件夾。

2.6通訊功能

支持RS485、USB、以太網(wǎng)接口,并且支持雙網(wǎng)口通訊方案;

通過IEC61850協(xié)議與主站系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)(需定制);

根據(jù)主站要求上傳實(shí)時(shí)電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù),在固定時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù);

2.7對時(shí)功能

具備GPS硬對時(shí)接口,可以接受IRIG-B碼對時(shí)。

2.8界面顯示功能

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

可實(shí)時(shí)查看對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的電壓電流有效值、諧波、間諧波、閃變、功率、不平衡度等電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)波形

實(shí)時(shí)顯示對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的矢量圖以及實(shí)時(shí)波形圖。

事件記錄

可查看對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)暫態(tài)事件記錄和穩(wěn)態(tài)事件記錄。錄波文件以Comtrade文件存儲。

參數(shù)管理

主要包括定值設(shè)置、變比設(shè)置。該部分主要用于裝置對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的電壓等級、PT、CT以及越限限值的界面配置。

歷史數(shù)據(jù)

主要包括日報(bào)表數(shù)據(jù)、日合格率數(shù)據(jù)等歷史數(shù)據(jù)的查看。

系統(tǒng)設(shè)置

主要包括通訊設(shè)置、統(tǒng)計(jì)間隔設(shè)置、時(shí)間設(shè)置、PQDIF配置、密碼設(shè)置、文件管理以及運(yùn)行工況查詢。該部分可進(jìn)行對裝置的維護(hù)操作,如裝置通訊IP地址的設(shè)定、PQDIF文件生成機(jī)制的設(shè)置以及版本信息的查看等。

三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)第三章 主要技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目

參數(shù)

通道數(shù)量

單路/兩路

主機(jī)類型

工控機(jī)

工作電源

交流

220V±10% ;50Hz±0.5Hz;諧波畸變率不大于15

直流

220V±10%,紋波系數(shù)不大于5%

電流信號輸入

輸入方式

電流互感器輸入

額定值In

5A/1A

測量范圍

AC 200mA5AAC 50mA1A

功率消耗

不大于0.5VA/

過載能力

1.2In         連續(xù)工作

2In   允許1s

電壓信號輸入

輸入方式

電壓互感器輸入

額定值Un

220V/380V

測量范圍

AC 0.5V450V

功率消耗

不大于0.5VA/

過載能力

1.73Un     連續(xù)工作

2Un  允許1s

輸入阻抗

大于100kΩ

開關(guān)量輸

工作電壓

AC220V 3A/DC30V 3A;

輸出方式

無源接點(diǎn)

監(jiān)測指標(biāo)精度

電壓

0.2%

電流

0.2%

功率

0.5%

功率因數(shù)

0.5%

頻率偏差

0.01Hz

電壓偏差

0.2%

三相電壓不平衡

0.2%

三相電流不平衡

0.2%

諧波

符合GB/T 14549-1993 中附錄中的級要求

間諧波

參照/T 14549-1993 附錄中對諧波要求的1

閃變

5

電壓波動

5

通訊接口

以太網(wǎng)

接口速率

10/100M 自適應(yīng)

接口類型

100Base—T

協(xié)議

支持TCP/IPFTP

RS 485 接口

接口速率

300115200bps

帶光電隔離

對時(shí)接口(選配)

裝置接口

IRIG-B碼對時(shí)

存儲

CF

標(biāo)配32G,可擴(kuò)展

工作環(huán)境

正常工作溫度

-10℃~+55

極限工作溫度

-20℃~+65

相對濕度

5%~95

大氣壓力

86kPa106kPa

海拔

3000 米以下

三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)第四章 系統(tǒng)應(yīng)用方案

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為采集單元、變電站監(jiān)測層和上級監(jiān)測層三個(gè)部分。采集單元為監(jiān)測終端,通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)。用戶可通過上級監(jiān)測層和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理。

三相電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)第五章 機(jī)械結(jié)構(gòu)及電氣安裝

5.1 安裝開孔圖

裝置為嵌入式安裝方式,可以集中安裝于控制室的屏柜上,也可分散安裝于開關(guān)柜上。

5.2 模擬量輸入回路

裝置交流電流回路必須用可靠壓接的不小于2.5mm2的帶色標(biāo)的導(dǎo)線連接至屏柜的電流輸入端子處,裝置端子上的螺絲必須有彈簧墊圈并擰緊,以防止交流電流回路開路;交流電壓回路必須用可靠壓接的不小于1.5mm2的導(dǎo)線連接至屏、柜的電壓輸入端子處。

5.3 通訊網(wǎng)絡(luò)的連接

裝置適用于電力系統(tǒng)各電壓等級變電站和工礦企業(yè)變電站,由網(wǎng)線連接構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)。本裝置提供兩個(gè)獨(dú)立的、互為備用的以太網(wǎng)接口,通過專用的屏蔽網(wǎng)絡(luò)連接線按照國際通用的EIA/TIA 568B 標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)后組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D請參見上節(jié)。以太網(wǎng)連接線的兩個(gè)端頭都需按照EIA/TIA 568B 標(biāo)準(zhǔn)制作,其接線示意如圖16 所示。

第六章 人機(jī)界面

  本裝置配置TFT彩色液晶屏,界面顯示具有中英文選擇功能,顯示界面*圖形化設(shè)計(jì)風(fēng)格。界面操作類似Windows 的操作方法,簡單易用。此外,在人機(jī)對話操作中,為防止誤操作影響裝置的正常運(yùn)行,本裝置在一些功能中設(shè)置了密碼,密碼在出廠時(shí)默認(rèn)設(shè)置為空,即直接按確認(rèn)鍵即可。

6.1開機(jī)界面

   本設(shè)備在上電后大約10~15秒后點(diǎn)亮屏幕,并顯示此開機(jī)啟動界面。等待機(jī)器完成啟動自檢和初始化工作。自檢和系統(tǒng)初始化全部完成大約需要30~40秒鐘。此過程結(jié)束后切換至數(shù)據(jù)顯示界面。

6.2按鍵的基本功能

“﹢"——用于向后切換通道;  

“﹣"——用于向前切換通道;

“↑"——方向鍵,用于向上移動光標(biāo);

“↓"——方向鍵,用于向下移動光標(biāo);

“→"——方向鍵,用于向右移動光標(biāo);

“←"——方向鍵,用于向左移動光標(biāo);

“取消"——用于放棄當(dāng)前操作,或退出正在顯示的內(nèi)容;

“確認(rèn)"——用于確認(rèn)各項(xiàng)操作;

6.3主菜單

6.4操作指南

   注:裝置修改密碼為“8888"。

6.4.1查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

  在主菜單中可以通過“↑",“↓"鍵分別查看各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù),并且可以通過“確認(rèn)"鍵進(jìn)入二級菜單查看各類子項(xiàng)數(shù)據(jù)。同時(shí)“確認(rèn)"鍵也可進(jìn)入某些子項(xiàng)顯示界面,可通過方向鍵進(jìn)行翻屏或選擇查看內(nèi)容。

6.4.2查看實(shí)時(shí)圖形

  在“實(shí)時(shí)波形"界面可查看電壓和電流的實(shí)時(shí)波形;在“基波向量"下可查看電壓電流矢量圖;在“波動閃變"界面可查看電壓有效值的實(shí)時(shí)波形;在“歷史統(tǒng)計(jì)"中可查看暫態(tài)事件波形。

6.4.3查看和設(shè)置變比

  在“系統(tǒng)配置"—“電能參數(shù)"界面可進(jìn)行線路PT變比,CT變比設(shè)置,還可以進(jìn)行暫態(tài)事件和穩(wěn)態(tài)事件定值設(shè)置。

  注:1. 當(dāng)設(shè)置完以上定值后,必須按“保存參數(shù)"定值才生效。

      2. 裝置出廠時(shí),默認(rèn)定值為“0"(即退出越限報(bào)警),為確保裝置能夠正常提示越限告警及記錄事件,請不要隨便修改定值。如需了解或修改定值,請翻閱本手冊附表列出的定值說明。

6.4.4設(shè)置時(shí)間

  1. 手動設(shè)置時(shí)間

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“終端校時(shí)"—“手動設(shè)置時(shí)間"對話框中手動輸入相應(yīng)時(shí)間,輸入完畢按“確認(rèn)"鍵,新設(shè)置時(shí)間生效。

  2. 網(wǎng)絡(luò)校時(shí)

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“終端校時(shí)"—“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器同步校時(shí)"對話框中輸入服務(wù)器IP地址和端口號,輸入完畢按“確認(rèn)"鍵,裝置自動同步服務(wù)器時(shí)間(上位機(jī)需裝對時(shí)軟件)。

3.  B碼校時(shí)

 在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“終端校時(shí)"—“B碼校時(shí)"中可開啟B碼校時(shí)功能,裝置后端子需接入相應(yīng)的B碼信號,裝置自動同步B碼時(shí)鐘。(GPS對時(shí)為選配功能)

   

6.4.5設(shè)置通訊參數(shù)

1. 串口參數(shù)設(shè)置

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置"—“COMx波特率"中輸入相應(yīng)波特率,按“更新COMx"即可生效。

注:出廠默認(rèn)COM1用作RS485通訊口(默認(rèn)modbus規(guī)約,地址為1,“協(xié)議設(shè)置"中查看及修改);COM2用作B碼對時(shí)口。

2. 網(wǎng)口參數(shù)設(shè)置

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置"—“網(wǎng)口x MAC地址/IP地址/子網(wǎng)掩碼"中輸入相應(yīng)值,按“更新MAC/網(wǎng)口x"即可生效。

  注:MAC地址:硬件地址(Medium Access Control)用來定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置,它是由網(wǎng)卡決定的,是固定的。

      IP地址:互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址(Internet Protocol Address),是IP協(xié)議提供的一種統(tǒng)一的地址格式,它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每一臺主機(jī)分配一個(gè)邏輯地址,以此來屏蔽物理地址的差異。

       子網(wǎng)掩碼:網(wǎng)絡(luò)掩碼(subnet mask) 它是一種用來指明一個(gè)IP地址的哪些位標(biāo)識的是主機(jī)所在的子網(wǎng),以及哪些位標(biāo)識的是主機(jī)的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨(dú)存在,它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個(gè)作用,就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。是一個(gè)32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識,并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上,還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。

3. FTP上傳參數(shù)設(shè)置

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置"—“FTP xxxx"中輸入相應(yīng)值,按“更新FTP"即可生效。

4. 網(wǎng)關(guān)IP參數(shù)設(shè)置

在“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置"—“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)IP地址"中輸入相應(yīng)值,按“更新網(wǎng)關(guān)"即可生效。

6.4.6 選擇線路設(shè)置

本裝置的A-A0,B-B0,C-C0三相作為1個(gè)測量通道,并標(biāo)示為CHxx(見上圖),由于采用*通道同步技術(shù),所以各個(gè)測量通道可以根據(jù)需要配置為測量線路的電壓或電流通道。

例如:

需要測量線路1的電壓U和電流I;線路2的電壓U和電流I。裝置可配置為:

“Line_1"用CH01測量線路1的電壓U;

        用CH02測量線路1的電流I;

“Line_2"用CH03測量線路2的電壓U;

        用CH04測量線路2的電流I;

需要測量1段母線電壓U,出線的電流I1、電流I2和電流I3。

裝置可配置為

用CH01測量I段母線電壓U;

“Line_1"用CH02測量I段母線出線電流I1;

“Line_2"用CH03測量I段母線出線電流I2;

“Line_3"用CH04測量I段母線出線電流I3;

注:出廠時(shí)已根據(jù)用戶要求配置,相應(yīng)線路電壓電流標(biāo)簽會貼在CHxx下方,配線之前請進(jìn)行確認(rèn),用戶無須更改。

6.4.7 軟件升級操作

首先把升級軟件拷貝到U盤根目錄下,將U盤插入U(xiǎn)SB接口,進(jìn)入“系統(tǒng)配置"—“系統(tǒng)參數(shù)"—“系統(tǒng)信息"界面,按“升級軟件"根據(jù)提示等待裝置自動完成升級操作。

6.4.8 裝置校準(zhǔn)

  出廠調(diào)試人員已對裝置進(jìn)行校準(zhǔn)操作,用戶無須操作。

6.4.9 文件上傳或?qū)С?/p>

  文件根據(jù)FTP設(shè)置自動上傳文件,也可手動上傳文件或?qū)С鑫募?/p>

進(jìn)入“系統(tǒng)配置"—“文件管理"界面,,選擇文件,按“上傳到FTP服務(wù)器"或“拷貝到USB設(shè)備"相應(yīng)文件會上傳或?qū)С觥?/p>

6.4.10 打印數(shù)據(jù)

  進(jìn)入“系統(tǒng)配置"—“打印數(shù)據(jù)"界面,可進(jìn)行相應(yīng)打印操作。


附表:裝置定值清單

序號

     

取值范圍

單位

1

運(yùn)行電壓(kV

0.01---500.00

kV

2

額定電壓(kV

0.22---500.00

kV

3

PT變比

1.00---5000.00

--

4

CT變比

1.00---5000.00

--

5

電壓上偏差越限值

1.00---100.00

%

6

電壓下偏差越限值

1.00---100.00

%

7

電壓偏差總越限值

1.00---100.00

%

8

電壓總畸變率越限值

0.01---100.00

%

9

電流總畸變率越限值

0.01---100.00

%

10

奇次電壓含有率越限值

0.01---100.00

%

11

偶次電壓含有率越限值

0.01---100.00

%

12

奇次電流含有率越限值

0.01---100.00

%

13

偶次電流含有率越限值

0.01---100.00

%

14

2次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

15

3次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

16

4次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

17

5次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

18

6次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

19

7次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

20

8次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

21

9次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

22

10次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

23

11次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

24

12次電流越限值(一次)

0.01---200.00

A

25

短時(shí)閃變越限值

0.50---100.0

--

26

長時(shí)閃變越限值

0.50---100.0

--

27

電壓驟降啟動定值

0---200.0

%

28

電壓驟升啟動定值

100.0---200.0

%

29

電壓中斷啟動定值

0---200.0

%

30

低頻啟動定值

40.0---100.00

Hz

31

過頻啟動定值

50.0---100.00

Hz

32

電壓不平衡啟動定值

0.02---100.0

%

33

電流不平衡啟動定值

0.02---100.0

%

34

沖擊電流啟動定值

0.5---100.00

A


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