电能质量的实时监控与分析系统设计方案

　　工控摘要：近年来，电能质量已经成为重要焦点而越来越受到公用工程、设备、咨询工程师们的关注。现有的商业、工业设备和仪器，如数字计算机、电力电子设备及自动化设备，都对电源干扰很敏感。电源干扰发生频繁是由于不断增加的节能设备，如开关电源、变速装置转换器等。对电源干扰进行监控及数据采集实现对电能质量的研究势在必行。
　　
　　为了更好地了解电能质量问题，必须有一套全面的监控及数据采集系统，籍此来描述干扰及电能质量变化。在实验中需要一套可配置、可编程的PXI/CompactPCI高性能PC系统，配合高速数据采集单元及软件支持来实现性能要求。
　　
　　在这个项目中，采用美国国家仪器PXI硬件及LabVIEW图形化编程软件来设计系统。LabVIEW中的分析及显示工具是的选择。结合LabVIEW中功能强大的分析工具及高性能基于Pentium的PXI嵌入式控制器，能够实现对频率偏移的实时监控，检测变形与波峰。高速数据采集能够为详细的谐波、相位偏移分析及电力分析提供有效的时间分辨率。
　　
　　硬件
　　
　　系统由美国国家仪器PXIPentium233MHz嵌入式计算机及PXI-6070E多功能数据采集板卡构成。并且采用SCXI-1120及SCXI-1327接线端子来将电网电压与计算机隔离开，将其衰减至能够适用于数据采集卡的电压范围，并采用电流探针来监控电流。
　　
　　系统描述
　　
　　我们将系统进行配置以实现以下任务：
　　
　　连续事件及频率监控模式
　　
　　在这一模式下，系统对电压及电流的输入采样，实现对波形失效和脉冲干扰的连续搜索，记录时间内的所有事件及波形的振幅偏移，并用时间戳标记。
　　
　　在监控过程中，被记录的事件的状态将显示在前面板上。频率的监控由PXI-6007E上的计数器完成，通过测量10个输入信号的周期换算得到。搭建了一个简单的TTL电路，包含施密特门、十进制计数器、触发器，它将电压信号转换成TTL电平，为计数器产生一个选通信号。门信号将在10个输入波形的周期的时间内保持开状态。之后通过PXI-6070E发出的数字信号使电路复位，循环进行后续的频率测量。频率的当前值会在前面板上显示。监控完成后，将显示所有被记录事件的波形，并标记时间信息。