电能质量监测和分析仪器的设计与应用

安科瑞虞佳豪

随着电气环境中自动化程度的提高,以电力电子技术为代表的各种整流、逆变、变频等非线性负载比重不断变大,加之调控手段不完善及外来干扰等原因,使得电能质量下降。基于计算机、微处理器控制的电子仪器在国民经济企业中大量使用,对供电质量的敏感程度越来越高,对电能质量提出了更高的要求,从而使电能质量问题及其解决措施逐渐成为研究的热点。

要对电网的电能质量进行改善,首先要对电能质量做出准确的检测和分析,测量电网的电能质量水平,并分析和判断造成各种电能质量问题的原因,为电能质量的改善提供依据。

APView500 电能质量在线监测装置采用了多核平台和嵌入式操作系统，遵照IEC61000-4-30《测试和测量技术-电能质量测量方法》中规定的各电能质量指标的测量方法进行测量，集谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测、事件记录、测量控制等功能为一体。装置在电能质量指标参数测量方法的标准化和指标参数的测量精度以及时钟同步、事件标记功能等各个方面均达到了 IEC61000-4-30 A 标准，能够满足 110kV 及以下供电系统电能质量监测的要求，适用于化工、钢铁、冶金、医院、数据中心、交通建筑等行业的电能质量监测。

1.2 特点

1.2.1 的硬件平台

装置采用基于 Xilinx SoC 构架的双 ARM 内核处理器，ARM1 用来数据采样、电能质量数据计算，ARM2 运行嵌入式 Linux、TCP/IP 协议、Http 协议、Web 服务器、电能质量数据的存储、统计、分析。装置每周波采样高达 1024 点，具备高测量精度能准确记录故障波形。

采用 eMMC 进口高速存储芯片容量达到 32GB，可以长期存储事件记录与故障波形等数据。

具备友好的人机界面，800*480 像素点阵彩色大尺寸液晶可就地查看实时波形与故障波形，方便用户故障分析。

1.2.2 丰富的接口资源

16 路交流电压/电流通道，可同时接入多组电压电流，如单组电压电流、双组电压电流等；

16 路可编程无源继电器出口、22 路有源开关量输入通道；

2 路 RS485 接口支持 Modbus-RTU 规约；

4 路以太网接口，支持 Modbus-TCP、IEC61850、Web Server；

1 路 GPS 对时接口，支持 IRIG-B 对时方式；

1 路 RS232 接口，用于接入打印机；

1 路 USB 接口，可用于文件导出及装置维护。

电能质量在线监测装置功能