Система измерения параметров трехфазной электрической сети
Исследование основных элементов системы измерения электропараметров трёхфазной сети. Определение максимальной частоты дискретизации блока преобразования при использовании нескольких измерительных каналов. Анализ частотных спектров напряжений и токов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.07.2018 |
| Размер файла | 215,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
При исследовании электрических сетей с использованием анализаторов качества, представленных на рынке, часто бывает недостаточно данных, полученных методом усреднения мгновенных значений, измеренных через определённый интервал времени. Для получения полной картины характера динамики электрической системы, необходимо производить непрерывную регистрацию мгновенных значений тока и напряжения сети во временном промежутке, не меньшем нескольких периодов синусоиды.
Разработанная система (рис. 1) позволяет собирать данные о состоянии электрической сети в течение требуемого времени (час, день, неделя, месяц, год). Полученные данные позволяют определить наличие несимметрии в фазах, характер тока, потребляемого нагрузкой в виде трёхфазного годографа тока [1], коэффициент нелинейных искажений, амлитудно и фазо-частотные характеристики тока и напряжения. Эта информация даёт динамическую картину работы электрической сети во времени, используя её, можно перераспределить потребителей таким образом, чтобы уменьшить общую несимметрию нагрузки и влияние нелинейных потребителей электроэнергии на качество питающего напряжения.
Система состоит из аппаратной части: блок преобразования, персональный компьютер и программной части: виртуальный прибор, созданный в графической среде программирования LabVIEW.
Рисунок 1 - Общий вид системы измерения электропараметров трёхфазной сети
На лицевой стороне блока преобразования (рис. 2а) располагаются разъёмы IA, IB, IC, IN для подключения токоизмерительных клещей и разъёмы UA, UB, UC, UN для подключения фазного напряжения с шины питания.
Рисунок 2 - Лицевая (а) и задняя (б) стороны блока преобразования
На задней стороне блока преобразования (рис. 2б) расположен порт для подключения компьютера и селектор переключения диапазонов измеряемого тока. Весь рабочий диапазон устройства разбит на 5 значений: до 3 А, до 16 А, до 30 А, до 160 А и до 300 А.
Работа блока преобразования основана на АЦП NI USB-6009 OEM. Максимальная частота дискретизации при использовании нескольких каналов измерения составляет 42 кГц. В нашем случае используется 7 аналоговых каналов, подключенных по схеме с общим нулём: три канала напряжения и четыре канала тока.
Фазные напряжения подаются в блок преобразования напрямую с шин. Максимальное входное измеряемое напряжение АЦП при подключении с общим нулём составляет ±10 В. Для того чтобы напряжение на входе в АЦП не превышало требуемое значение в схеме использованы усилители: DA5 - для фазы А, DA6 - для фазы B и DA7- для фазы С (рис. 3). Усилители обеспечивают гальваническую развязку с сетью и уменьшают фазное напряжение до 10 В.
Рисунок 3 - Схема блока преобразования
Фазные токи и ток нейтрали снимаются с помощью токоизмерительных клещей Mastech M97B. Диапазон измерения тока составляет от 0,1 А до 300 А. Выходное напряжение составляет 1 мВ на 0,1 А измеряемого тока. Для уменьшения влияния внутренних шумов устройства и АЦП напряжение с токоизмерительных клещей масштабируется с помощью операционных усилителей OP1-OP4 для фаз А, В, С и нейтрали соответственно. Коэффициент масштабирования выбирается многопозиционным переключателем SW1.
АЦП подключается к компьютеру через USB вход и передаёт измеренные данные. Обработка и визуализация данных производится в среде графического программирования LabVIEW.
Рисунок 4 - Частотные спектры напряжений и токов
трехфазный частотный дискретизация
На лицевой панели виртуального прибора можно проанализировать форму напряжения и тока в сети трёхфазными годографами напряжения и тока. Частотные спектры напряжений и токов в каждой фазе (рис. 4) позволяют оценить наличие высших гармоник в сети, а частотный спектр тока в нейтральном проводе показывает взаимодействие гармоник прямой, обратной, а самое главное нулевой последовательности. Контроль уровня гармоник нулевой последовательности в нейтральном проводе важен, поскольку они не исключают друг друга, а накапливаются, вызывая рост тока. При бесконтрольном возрастании тока в нейтральном проводнике происходит его нагрев, преждевременное старение, а возможно и полное разрушение проводника, называемое «отгорание нуля».
Список литературы
1. Новосёлов, М.Л. Трёхфазный годограф в электрических сетях с нелинейными потребителями / М.Л. Новосёлов, В.К. Барсуков // Фёдоровские чтения - 2015: XLV Международная научно-практическая конференция с элементами научной школы (Москва, 11-13 ноября 2015 г.) / под общей ред. Б.И. Кудрина, Ю.В. Матюниной. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 308 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принципы построения цифровых генераторов звуковых частот. Зоны для выполнения операций и размещения органов управления. Описание электрической принципиальной схемы процессорного блока. Выбор и обоснование технологии печатной платы, класса точности.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.06.2009Анализ объекта автоматизации и опасных факторов. Выбор и обоснование методов измерения технологических параметров. Установка датчиков расхода и уровня. Расчет максимальной длины линии связи между измерительным прибором и барьером искробезопасности.
курсовая работа [579,1 K], добавлен 09.01.2016Проектирование электрической сети. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Анализ установившихся режимов электрической сети. Расчёт токов короткого замыкания. Главная схема электрических соединений. Конструктивное выполнение подстанции.
дипломная работа [372,0 K], добавлен 16.03.2004Разработка функциональной схемы измерительного устройства для измерения температуры раскаленного металла. Определение оптимальной конструкции датчика и устройства. Выбор основных элементов: микроконтроллера, фотодиодов, оптической системы и блока питания.
курсовая работа [13,1 M], добавлен 15.04.2015Анализ измерительных устройств для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления. Расчёт параметров четырехплечего уравновешенного моста постоянного тока. Оценивание характеристик погрешности и вычисление неопределенности измерений.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 19.06.2012Векторное представление сигнала. Структурная схема универсального квадратурного модулятора. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой. Наложение и спектры дискретных сигналов. Фильтр защиты от наложения спектров. Расчет частоты дискретизации.
курсовая работа [808,3 K], добавлен 19.04.2015Выбор видов и места установки релейных защит для элементов сети. Подбор типов трансформаторов тока и их коэффициентов трансформации. Расчет токов короткого замыкания. Определение параметров выбранных защит элементов участков сети. Выбор типов реле.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.03.2015Определение параметров сотовой сети для данного города и мощности передатчика базовой станции. Выявление количества частотных каналов, которое используется для обслуживания абонентов в одном секторе одной соты. Расчет допустимой телефонной нагрузки.
курсовая работа [109,9 K], добавлен 04.04.2014Структурная схема и принцип работы средства измерений прямого и уравновешивающего преобразования. Назначение и сферы применения время-импульсного цифрового вольтметра. Нахождение результата и погрешности косвенного измерения частоты по данным измерения.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 17.01.2010Генерация токов повышенной частоты. Расчет электрического режима инвертора и выпрямителя. Выбор элементов и системы автоматического управления и защиты тиристорного преобразователя частоты. Временные диаграммы токов и напряжений, характеристики инвертора.
курсовая работа [339,6 K], добавлен 13.01.2011Принципы действия приборов для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления; расчет параметров многопредельного амперметра магнитоэлектрической системы и четырехплечего уравновешенного моста постоянного тока; метрологические характеристики.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 18.06.2012Способы и методы измерения частоты, их характеристика. Типы индикаторов и проектирование принципиальной электрической схемы блока индикации. Разработка предварительного делителя частоты. Алгоритм работы микропроцессора и конструктивное решение прибора.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 09.07.2013Составление расчетной электрической схемы. Расчет токов в исследуемой электрической цепи. Проверка выполнения законов Кирхгоффа. Выбор измерительных приборов и схема включения электроизмерительных приборов. Схемы амперметров выпрямительной системы.
курсовая работа [989,1 K], добавлен 24.01.2016Сети с централизованным и комбинированным управлением. Резервирование серверов и каналов. Структурированные кабельные системы. Проектирование аппаратных и кроссовых помещений, кабельных трасс. Определение необходимой пропускной способности каналов.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 12.09.2016Методы измерения параметров и характеристик усилителей низкой частоты. Изменение входного сигнала в заданных пределах, частоты генератора. Выходное напряжение при закороченном и включенном сопротивлении на входе усилителя. Входная емкость усилителя.
лабораторная работа [21,8 K], добавлен 19.12.2014Обзор приборов, измеряющих толщину диэлектрических пленок и лакокрасочных покрытий. Исследование принципа работы измерительных преобразователей толщины. Расчет выходного дифференциального каскада, определение наименования и номиналов всех элементов.
практическая работа [210,4 K], добавлен 21.02.2012Определение ожидаемой суммарной расчетной нагрузки. Определение числа и мощности трансформаторов ГПП, схемы внешнего электроснабжения. Определение напряжений, отклонений напряжений. Расчет токов короткого замыкания. Эксплуатационные расходы.
курсовая работа [110,7 K], добавлен 08.10.2007Выбор варианта схемы. Составление системы уравнений для расчета токов и напряжений. Определение выражения для комплексного коэффициента передачи. Расчет токов и напряжений в сложной электрической цепи методом Крамера. Построение графиков АЧХ и ФЧХ.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 23.01.2013Структурная схема технических средств канала измерения системы. Расчет статической характеристики измерительного канала, погрешностей дискретизации, числа каналов коммутатора, числа разрядов аналого-цифрового преобразователя. Опрос коммутатором каналов.
контрольная работа [247,6 K], добавлен 16.01.2014Сущность, условия решения и критерий оптимальности задачи измерения параметров сигнала. Постановка задачи измерения параметров сигнала. Классификация измерителей. Следящий режим измерения. Автоматические измерители работающие без участия человека.
реферат [382,0 K], добавлен 29.01.2009
