电能质量监测装置

理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，而随着电力电子技术的发展，直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用，如大功率可控硅器件、开关电源、变频调速等，这些典型非线性负荷将从电网吸入或注入谐波电流，从而引起电网电压畸变，使电网波形受到污染，供电质量恶化，附加损失增加，传输能力下降，成为影响电能质量的重要因素。

在电网中，三相负荷不平衡、电力系统谐振接地等会产生负序，大功率整流和非线性设备等会产生谐波。负序和谐波严重影响了供电质量，它们首先影响了电力设备安全运行。谐波可能引起谐振，谐振高压加在电容器两端，因为高次谐波对电容器阻抗很小，所以电容器易过负荷而击穿；高次谐波电流流入变压器，铁芯损耗增加；高次谐波电流流入电动机，不仅铁芯损耗增加，而且使转子发生振动，严重影响加工质量；高次谐波使保护设备误动作，使系统损失加大；高次谐波使电力系统发生电压谐振，在线路上引起过电压，会击穿设备绝缘。负序和谐波对发电机不仅有热效应，产生局部发热，而且会使发电机组产生振动，并伴有噪音，严重威胁机组的安全稳定运行。

本公司生产的KN-612电能质量监测装置采用*的32位DSP处理器，是具有高速采样、计算、分析、统计、通讯和显示等功能相结合的电能质量监测设备。可实时监测电网的高达63次的谐波含有率、谐波总畸变率、三相电压不平衡度、闪变、电压偏差、电压波动、频率、各次谐波有功功率、无功功率、真功率因数、相移功率因数、真有效值、正负序等电能质量指标。

一、装置特点

装置硬件平台具有如下主要特点：

1） 采用TI 公司32 位DSP 为核心，具有强大的数据处理能力和逻辑、控制能力，核心硬件处于进水平；

2） 采用的嵌入式实时操作系统作为软件平台，全部软件采用高级语言编程，保证了系统的高可靠性和高移植性；

3） 数据采集通道采用单通道单A/D 设计，通道独享一个16 位并行A/D，*同步采样，精度更高、速度更快；

4） 大容量的存储空间，满足电能质量监测装置对数据存储的要求，实时数据掉电不丢失；

5） 采用锁相环技术，防止了在电力系统频率变化时对监测指标的影响，防止了频率”泄漏”；

    6） 采用了四层印刷电路板（PCB）和SMT 工艺、继电保护装置常用的”背插式”结构；

二、装置功能

装置除具有常规的电能质量稳态指标的监测外，还对电能质量的暂态扰动，主要是电压的骤升、骤降进行监测和记录，具有较强的实用性。装置主要具有以下功能：

   1） 基本测量量

   电网频率；电压、电流有效值；总的有功、无功功率、功率因数。

   2） 基本监测指标

a) 三相基波电压、电流有效值，基波功率、功率因数、相位等；

b) 电压偏差；

c) 频率偏差；

d) 三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、负序电压、电流；

e) 谐波（2～63次）。包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位；

各次谐波的有功、无功功率等；

   3） 高级监测指标

a) 间谐波；

b) 电压波动、闪变；

c) 电压骤升、骤降、短时中断；

   4） 显示功能

装置面板上带有大屏幕LCD显示器，以图形方式显示主要电能质量监测指标的实时数据。

   5） 设置功能

可对装置硬件时钟进行设置，对监测参数进行设置、修改和查看，并设有密码保护。

   6） 记录存储功能

可对基本监测指标和高级监测指标实时保存，统计时间间隔可设置，3Min数据（保存值、最小值、平均值、95％概率大值中的一项）在装置上保存，掉电不丢失，之后按”*先出”原则更新。

   7） 统计功能

装置具有对主要监测指标的在线统计功能，可统计一个时间段内监测指标的值、最小值、平均值、95％概率大值等。

   8） 通讯功能

装置提供多种通讯接口方式，实现监测数据的实时传输或定时提取存储记录，可通过工业以太网接口与远方电能质量管理中心通讯，也可通过RS232C/RS485接口与远方通讯。

   9）暂态事件触发录波功能

可根据客户要求设定事件触发限值，记录事件触发前、后实时数据并保存，并保存有事件日志以供查询。