1． 引言

電能質量問題是(shì)衆多單一(yī / yì ／yí)類型電力系統幹擾問題的(de)總稱，其實質是(shì)電壓質量問題。電能質量問題按産生和(hé / huò)持續時(shí)間可分爲(wéi / wèi)穩态電能質量問題和(hé / huò)動态電能質量問題。随着電力系統規模的(de)不(bù)斷擴大(dà)，電力系統電能質量問題的(de)産生主要(yào / yāo)有以(yǐ)下幾個(gè)原因。

1．1 電力系統元件存在(zài)的(de)非線性問題
　　 電力系統元件的(de)非線性問題主要(yào / yāo)包括：發電機産生的(de)諧波；變壓器産生的(de)諧波；直流輸電産生的(de)諧波；輸電線路（特别是(shì)超高壓輸電線路）對諧波的(de)放大(dà)作用。此外，還有變電站并聯電容器補償裝置等因素對諧波的(de)影響。其中，直流輸電是(shì)目前電力系統最大(dà)的(de)諧波源。

1．2 非線性負荷
　　 在(zài)工業和(hé / huò)生活用電負載中，非線性負載占很大(dà)比例，這(zhè)是(shì)電力系統諧波問題的(de)主要(yào / yāo)來(lái)源。電弧爐（包括交流電弧爐和(hé / huò)直流電弧爐）是(shì)主要(yào / yāo)的(de)非線性負載，它的(de)諧波主要(yào / yāo)是(shì)由起弧的(de)時(shí)延和(hé / huò)電弧的(de)嚴重非線性引起的(de)。居民生活負荷中，熒光燈的(de)伏安特性是(shì)嚴重非線性的(de)，也(yě)會引起嚴重的(de)諧波電流，其中3次諧波的(de)含量最高。大(dà)功率整流或變頻裝置也(yě)會産生嚴重的(de)諧波電流，對電網造成嚴重污染，同時(shí)也(yě)使功率因數降低。

1．3 電力系統故障
　　 電力系統運行的(de)内外故障也(yě)會造成電能質量問題，如各種短路故障、自然現象災害、人(rén)爲(wéi / wèi)誤操作、電網故障時(shí)發電機及勵磁系統的(de)工作狀态的(de)改變、故障保護裝置中的(de)電力電子(zǐ)設備的(de)啓動等都将造成各種電能質量問題。

2、 系統簡介

FS-SCP730電能質量監測系統，是(shì)一(yī / yì ／yí)套采用DSP技術及WinXP操作系統的(de)高速實時(shí)諧波分析及故障錄波測試系統，該系統具有遠程配置、調用數據等通訊功能。

系統可以(yǐ)測試最多達30個(gè)電壓電流通道(dào)，每個(gè)通道(dào)的(de)采樣率爲(wéi / wèi)256點/每周波。

其實現基本原理：首先，電壓電流通過高精度傳感器變換成電壓信号，經過抗混疊濾波器濾波，通過DSP及FPGA進行高速實時(shí)數據采集，通過USB2.0數據總線與工業控制卡進行數據交換，實時(shí)分析結果通過以(yǐ)太口上(shàng)傳給中心站。

本系統主要(yào / yāo)用于(yú)變電站或其他(tā)供配電現場的(de)電壓、電流諧波、負序、電壓偏差、波動與閃變等各種電能質量參數進行動态監測，在(zài)設定的(de)參數超标時(shí)，啓動故障錄波。

本系統實現了(le／liǎo)高速數據采集、錄波時(shí)間可調、觸發方式多樣。

3． 系統應用領域

電力系統：各級電網公司，發電企業，電力試驗研究院(所)；

工業系統：IT設備制造企業，石化企業，冶金企業，精密儀器制造企業，煤礦等；

城市交通：機場，城市地(dì / de)鐵，電力化鐵路；

以(yǐ)及一(yī / yì ／yí)些公用和(hé / huò)商用系統；

4、 主要(yào / yāo)功能

4．1設置功能

◎存儲時(shí)間間隔可設定3S的(de)倍數；

◎分析周波數可設置1-16個(gè)周波；

◎電能質量各指标的(de)觸發閥值可任意設定；

◎可設置波形記錄的(de)前後點數；

◎統計時(shí)間間隔可任意設置。

4．2監測分析功能

系統可監測分析以(yǐ)下參數：

◎電網頻率

◎電壓、電流有效值

◎電壓、電流2-50次諧波的(de)幅值、相位、畸變率

◎電壓偏差

◎三相不(bù)平衡度

◎電壓、電流的(de)負序分量

◎電壓閃變與變動

◎電壓驟升、電壓驟降

4．3 記錄事件數據

系統在(zài)以(yǐ)下情形将根據設定值記錄事件數據：

◎超标錄波記錄波形數據文件；

◎超過電壓驟升，驟降限值記錄浪踴數據文件；

◎記錄日志文件，方便查看監測站狀态。

4．4 負載測試功能

◎電網單相有功、無功、視在(zài)功率及功率因數；

◎電網有功、無功、視在(zài)功率及功率因數。

4．5 數據管理功能

◎對所記錄的(de)波形數據進行存儲；

◎電能質量各參數的(de)存儲、回放；

◎以(yǐ)上(shàng)數據格式具備與OFFICE組件的(de)兼容性，可以(yǐ)被其所調用。

4．6 圖形與報表輸出(chū)

◎電能質量各參數的(de)變化趨勢圖形輸出(chū)；

◎電壓、電流有效值的(de)時(shí)序曲線；

◎各種分析及統計結果報表輸出(chū)。

5、 技術指标

5．1規格

5．1．1通道(dào)數

◎模入通道(dào)：30通道(dào)（其中：标配是(shì)3路電壓，3路電流）

◎開關量輸入：4路（可選）

◎開關量輸出(chū)：4路（可選）

5．1．2量程

◎電壓量程：0~100V（可定制）

◎電流量程：0~5A（可定制）

5．1．3顯示

◎監測站：8.4吋800×600 TFT

◎中心站：17吋1024×768 TFT（推薦用戶配置）

5．1．4存儲器

◎監測站：256M　RAM，80G HDD

◎中心站：512M　RAM，80G HDD（推薦用戶配置）

5．2精度

5．2．1電網頻率

        誤差≤0.01Hz

5．2．2諧波

◎電壓諧波含有率誤差  <5%U_h(U_h≥1%U_N時(shí))

                      <0.05%U_N(U_h<1%U_N時(shí))

◎電流諧波含有率誤差  <5%I_h(I_h≥3%I_N時(shí))

                              <0.15%I_N(I_h<3%I_N時(shí))

注: U_N爲(wéi / wèi)标稱電壓, U_h爲(wéi / wèi)諧波電壓; I_N爲(wéi / wèi)額定電流, I_h爲(wéi / wèi)諧波電流

　　　　　完全符合國(guó)家A級儀器标準。

5．2．3電壓偏差

        誤差: ≤0.2%

5．2．4電壓波動

誤差≤0.2%

5．2．5電壓閃變

誤差≤5%

5．2．6三相電壓不(bù)平衡度

        誤差≤0.2%

5．3其它相關指标

◎A/D轉換精度：14bit；

◎采樣速率：每通道(dào)12.8K/S

1、 中心站簡介

完成功能：利用Ethernet網口與監測站相連，對其存盤的(de)數據進行調用、存儲、打印及分析。

系統中的(de)中心站可調用多台監測站數據，亦可多台中心站調用同一(yī / yì ／yí)監測站的(de)數據。

軟件功能:

       通訊：完成與監測站的(de)通訊

       設置：設置各項參數，如PT、CT變比、錄波時(shí)間長度、限值等

       顯示報表：顯示指定的(de)測試或統計報表

       顯示趨勢：顯示指定的(de)趨勢

       打印：打印當前顯示的(de)内容

       錄波：完成手動錄波功能

　　　　波形分析：可對存儲的(de)波形進行分析

浪踴分析：可對存儲的(de)浪踴數據文件進行分析

日志：可查看日志文件，了(le／liǎo)解監測站的(de)運行狀态

       幫助：提供各種幫助信息

1、 監測站主機簡介  

完成功能： 用于(yú)對經預處理後的(de)信号進行高速數據采集，并同時(shí)進行分析處理，得到(dào)電網頻率、電壓偏差、電壓波動與閃變、電壓電流的(de)基波及2~50次諧波的(de)幅值、相位等參數。

此外，開關量接口部分也(yě)集成在(zài)其中，用于(yú)對外來(lái)觸發信号進行隔離轉換後，輸入到(dào)DSP闆的(de)I/0 口，完成開關動作的(de)捕捉和(hé / huò)中斷觸發錄波。

硬件配置： 采用進口工業控制計算機，日本産TFT真彩色液晶顯示，主闆集成網卡，處理器主頻爲(wéi / wèi)CM600M，低功耗，RAM爲(wéi / wèi)256M，硬盤容量80G；數據采集采用最新DSP技術，并進行先期分析處理。A/D轉換速率400K/S，14bit精度，通道(dào)數爲(wéi / wèi)30路。數據采集卡與工業控制計算機接口方式采用USB2.0總線，以(yǐ)确保采樣和(hé / huò)傳輸度。

2、監測站主要(yào / yāo)功能特點  

◎ 可分析電網頻率，諧波(2-50次)，三相不(bù)平衡度、負序分量，電壓閃變與變動，電壓偏差，功率；電壓驟升、電壓驟降；

◎ 可同時(shí)監測10個(gè)三相電壓或者三相電流；

◎ 30個(gè)模拟通道(dào)高速采集，每周波256點；

◎ 可接收中心站的(de)配置信息，與中心站管理系統配套使用，形成電能質量監測管理系統；

◎ 可根據中心站的(de)配置記錄超标事件、數字量的(de)狀态變化，浪踴事件、日志；

◎ 大(dà)容量存儲80GB以(yǐ)上(shàng)；

◎ 高精度，符合國(guó)家A級電能監測監測儀器的(de)要(yào / yāo)求；

◎ 以(yǐ)dsp（TI54系列）作爲(wéi / wèi)采集分析核心，穩定，低功耗；

◎ 采用精簡的(de)window XP中文操作系統，符合通用操作習慣，用戶易于(yú)操作和(hé / huò)維護。