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目錄1． 引言
電能質量問題是眾多單一型別電力系統干擾問題的總稱，其實質是電壓質量問題。電能質量問題按產生和持續時間可分為穩態電能質量問題和動態電能質量問題。隨著電力系統規模的不斷擴大，電力系統電能質量問題的產生主要有以下幾個原因。
1．1 電力系統元件存在的非線性問題
電力系統元件的非線性問題主要包括：發電機產生的諧波；變壓器產生的諧波；直流輸電產生的諧波；輸電線路（特別是超高壓輸電線路）對諧波的放大作用。此外，還有變電站併聯電容器補償裝置等因素對諧波的影響。
其中，直流輸電是目前電力系統最大的諧波源。
1．2 非線性負荷
在工業和生活用電負載中，非線性負載佔很大比例，這是電力系統諧波問題的主要**。電弧爐（包括交流電弧爐和直流電弧爐）是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中，螢光燈的伏安特性是嚴重非線性的，也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。
大功率整流或變頻裝置也會產生嚴重的諧波電流，對電網造成嚴重汙染，同時也使功率因數降低。
1．3 電力系統故障
電力系統執行的內外故障也會造成電能質量問題，如各種短路故障、自然現象災害、人為誤操作、電網故障時發電機及勵磁系統的工作狀態的改變、故障保護裝置中的電力電子裝置的啟動等都將造成各種電能質量問題。
為此，從1990 年到2000 年，國家制訂了一系列有關電能質量的國家標準，包括：
● gb12325-2003 《供電電壓允許偏差》
● gb/t14549-1993 《公用電網諧波》
● gb/t15543-1995 《三相電壓允許不平衡度》
● gb/t15945-1995 《電力系統頻率允許偏差》
● gb12326-2000 《電壓波動和閃變》
● gb/t18481-2001 《暫時過電壓和瞬態過電壓》
同時，原電力工業部在1998 年頒布了《電網電能質量技術監督管理規定》，規定了電能質量的最低執行合格率，改善電能質量已成為迫切問題。
在這一背景下，由煜邦電力研發的kpi系列電能質量監測系統，為電能質量的監測和治理提供了強有力的技術手段。
2、 系統簡介
pqma電能質量監測系統，是一套採用dsp技術及winxp作業系統的高速實時諧波分析及故障錄波測試系統，該系統具有遠端配置、呼叫資料等通訊功能。
系統可以測試最多達30個電壓電流通道，每個通道的取樣率為256點/每週波。
其實現基本原理：首先，電壓電流通過高精度感測器變換成電壓訊號，經過抗混疊濾波器濾波，通過dsp及fpga進行高速實時資料採集，通過usb2.0資料匯流排與工業控制卡進行資料交換，實時分析結果通過以太口上傳給中心站。
其原理框圖如圖1：
usb2.0匯流排
圖1本系統主要用於變電站或其他供配電現場的電壓、電流諧波、負序、電壓偏差、波動與閃變等各種電能質量引數進行動態監測，在設定的引數超標時，啟動故障錄波。
本系統實現了高速資料採集、錄波時間可調、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裝置製造企業，石化企業，冶金企業，精密儀器製造企業，煤礦等；
城市交通：機場，城市地鐵，電力化鐵路；
以及一些公用和商用系統；
4、 主要功能
4．1設定功能
◎儲存時間間隔可設定3s的倍數；
◎分析周波數可設定1-16個周波；
◎電能質量各指標的觸發閥值可任意設定；
◎可設定波形記錄的前後點數；
◎統計時間間隔可任意設定。
4．2監測分析功能
系統可監測分析以下引數：
◎電網頻率
◎電壓、電流有效值
◎電壓、電流2-50次諧波的幅值、相位、畸變率
◎電壓偏差
◎三相不平衡度
◎電壓、電流的負序分量
◎電壓閃變與變動
◎電壓驟公升、電壓驟降
4．3 記錄事件資料
系統在以下情形將根據設定值記錄事件資料：
◎超標錄波記錄波形資料檔案；
◎超過電壓驟公升，驟降限值記錄浪踴資料檔案；
◎記錄日誌檔案，方便檢視監測站狀態。
4．4 負載測試功能
◎電網單相有功、無功、視在功率及功率因數；
◎電網有功、無功、視在功率及功率因數。
4．5 資料管理功能
◎對所記錄的波形資料進行儲存；
◎電能質量各引數的儲存、回放；
◎以上資料格式具備與office元件的相容性，可以被其所呼叫。
4．6 圖形與報表輸出
◎電能質量各引數的變化趨勢圖形輸出；
◎電壓、電流有效值的時序曲線；
◎各種分析及統計結果報表輸出。
5、 技術指標
5．1規格
5．1．1通道數
◎模入通道：30通道（其中：標配是3路電壓，3路電流）
◎開關量輸入：4路（可選）
◎開關量輸出：4路（可選）
5．1．2量程
◎電壓量程：0~100v（可定製）
◎電流量程：0~5a（可定製）
5．1．3顯示
◎監測站：8.4吋800×600 tft
◎中心站：17吋1024×768 tft（推薦使用者配置）
5．1．4儲存器
◎監測站：256m ram，80g hdd
◎中心站：512m ram，80g hdd（推薦使用者配置）
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%uh(uh≥1%un時)
<0.05%un(uh<1%un時)
◎電流諧波含有率誤差 <5%ih(ih≥3%in時)
<0.15%in(ih<3%in時)
注: un為標稱電壓, uh為諧波電壓; in為額定電流, ih為諧波電流
完全符合國家a級儀器標準。
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%
5．2．6三相電壓不平衡度
誤差≤0.2%
5．3其它相關指標
◎a/d轉換精度：14bit；
◎取樣速率：每通道12.8k/s
：1、 中心站簡介
邏輯框圖如下：
ethernet
資料輸入
圖5完成功能：利用ethernet網口與監測站相連，對其存檔的資料進行呼叫、儲存、列印及分析。
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