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利用CompactRIO开发实现电能质量分析平台:yobo体育

更新时间  2021-11-13 05:19 阅读
本文摘要:构建一个电能质量分析仪,它包括一套原始的仪器,需要继续执行所有适当的电能涉及的测量,并且需要在一个运营实时操作系统的小型硬件系统上构建并行处理。我们还必需考虑到系统的可扩展性,以便在展开设计测量和数据处理运算时合乎近期的IEC和EN标准。 解决方案:利用COTS(商业现成能用)的工具,如NICompactRIO,一款牢固而可拓展的硬件平台,以及NILabVIEW图形研发环境来研发电能质量分析仪,并使其遵从国际电能质量标准 电能质量测量很最重要?

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构建一个电能质量分析仪,它包括一套原始的仪器,需要继续执行所有适当的电能涉及的测量,并且需要在一个运营实时操作系统的小型硬件系统上构建并行处理。我们还必需考虑到系统的可扩展性,以便在展开设计测量和数据处理运算时合乎近期的IEC和EN标准。

  解决方案:利用COTS(商业现成能用)的工具,如NICompactRIO,一款牢固而可拓展的硬件平台,以及NILabVIEW图形研发环境来研发电能质量分析仪,并使其遵从国际电能质量标准  电能质量测量很最重要?  电能是一种产品,和任何其他产品一样,并且它也许是目前工商业所必须的最必不可少的原材料。它的不同寻常之处在于它必需连续不断被接管和用于,人们无法便利地大量储存电能,并且在用于前无法便利地对它展开质量检验。若电能质量较好,则有可能对生产线导致根本性受损。因此,通过监测电能质量,我们就需要在系统遭受损,并造成相当严重的财务损失之前寻找潜在的问题。

此时展开防治工作的成本相对而言是较低的,并且工程师可以展开一系列的提高工作,从优化系统运营流程到监测与掌控设备的整体加装等。  什么是必须测量的量?  典型的电能质量分析仪收集并分析电网中的三路电压,并根据国际标准的规定计算出来电压质量。

电压质量由以下参数展开定义:频率、电压电平变化、闪变、三相系统不均衡、谐波光谱、总谐波杂讯和信号电压电公平。在某些情况下,也必须将电流信号和电压一起分析。这样就可以分析电流涉及的参数,并需要计算出来一些间接参量,例如军功功率、无功功率、电能等。

                 图1具有电能质量监控功能的电能传输示意图  我们的电能质量分析软硬件包被命名为ENA(全称:ELCOM网络分析仪),是用作电能质量监测的综合的模块化系统,它合乎现行国际标准和其他国际规定文件的规定。  自由选择研发平台的注意事项  我们自由选择在NICompactRIO平台上利用C系列模块构建系统。与传统的基于计算机的仪器相比较,它更为灵活、牢固,并且尺寸更加小。它还具备更佳的温度规格(工作温度范围在-40C和+70C之间),以及非常低的功率消耗(大约为8瓦)。

而且,NICompactRIO系列产品还需要为我们获取各种有所不同的尺寸规格,这对我们来说很最重要,协助我们较慢适应环境有所不同客户及有所不同应用于的必须。  从非常丰富的C系列I/O模块中,我们自由选择了NI9225300V功率测量模块展开低电压的测量。该模块是为电网测量而设计的,需要测量110V电网的相电压和线电压,以及240V电网的相电压。

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针对电流测量,我们用于了NI9227。NI9225和NI9227需要在50k取样点/秒的比特率下构建实时取样,需要构建准确的三相功率测量以及电能质量测量,如:闪变、谐波和功率因数等。此外,我们还设计了类似的电压和电流模块供选择:EL9215U-R1和EL9215I-R1,它们都基于NI9215模块设计并嵌入了我们的信号调理电子元件。

它们闲置三个插槽,可以构建到CompactRIO机箱中用于。  由于必须研发更容易用于并且具备可移植性和可扩展性的解决方案,所以我们搭配了NILabVIEW作为软件开发环境,用作研发ENA的各部分软件。根据所自由选择的CompactRIO型号有所不同以及所自由选择的输出模块的有所不同,有几种有所不同型号的CompactRIO电能质量分析仪。ENA电能质量分析仪固件的低于拒绝是带上400MHz处理器的控制器和具有2M现场可编程门阵列(GateFPGA)的机箱。

  基于CompactRIO的电能质量分析仪  我们在这里展出的型号是ENA450,但是由于NICompactRIO产品系列和系统的可扩展性以及LabVIEW代码的可移植性,我们需要将系统调节成有所不同的尺寸大小,以符合各种有所不同的应用于以及客户的类似必须。除基于几乎灵活性的NICompactRIO系统(ENA450.EC)以外,我们还建构了另外两种整体解决方案,可以把应用程序部署至:  集成化的CompactRIO系统(ENA450.EB,ENA450.NB),其在同一个机箱内同时加装了动态处理器和可重新配置现场可编程门阵列(FPGA)。

  或者单板RIO(即Single-BoardRIO)(ENA460)系统,其在单个印刷电路板上包括NICompactRIO系统的三个核心部件-动态处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和I/O。  电能质量分析仪的性能由仪器硬件和软件确认。

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ENA电能质量监测系统包括一系列的软件应用程序,这些应用程序可以用作分析仪的远程控制、已储存数据分析及通过因特网公布电能质量数据。这种模化的理念可以构建所有客户市场需求,并且使成本最小化。


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