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使用LabVIEW和CompactRIO快速原型測量系統(tǒng)用于檢測電力系統(tǒng)中的高頻瞬變

作者: 時間:2010-08-12 來源:NI 收藏

  傳統(tǒng)上,電網(wǎng)使用的故障記錄儀要么是獨立儀器要么被集成到現(xiàn)代數(shù)字繼電保護裝置中。雖然獨立的故障記錄儀有高采樣頻率(高達20kHz)和適合諧波分析的帶寬,但是價格可能極其昂貴。一個成本較低的替代方法是使用集成在數(shù)字繼電器中的故障記錄儀。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/111684.htm

  現(xiàn)代繼電保護裝置通常使用大約1 kHz的采樣速率和低通濾波,達到約300Hz的有效帶寬。如圖1所示,具有這種帶寬的單元缺乏捕獲高頻瞬變信號的能力。帶寬的不足說明了為什么現(xiàn)有繼電 保護裝置對于間歇發(fā)生的接地故障的檢測能力表現(xiàn)得如此糟糕。如果沒有高頻數(shù)據(jù),設計一個針對間歇接地故障的可靠算法,極其困難。

  系統(tǒng)開發(fā)

  在開發(fā)過程中,一個獨立單元的性能至關重要,因為設備將被放置在一個發(fā)電站里。為了滿足這一要求,開發(fā)團隊選擇了 硬件以及圖形化系統(tǒng)設計軟件。本系統(tǒng)提供了可移動性、靈活性和可擴展性以適應應用的需要。此外,大量現(xiàn)成可用的軟件庫,加上商用現(xiàn)成的硬件模塊,大大地縮短了開發(fā)時間。

   9239模 擬輸入模塊具有內(nèi)置的抗混疊濾波器,它能夠在高效帶寬下快速采樣。50kHz的采樣頻率和優(yōu)化的內(nèi)置濾波器提供了22 kHz的有效帶寬。同時支持高達250伏的通道隔離特性,提供了一個現(xiàn)成即用的測量系統(tǒng)無需自定制。一個便攜式的3G調(diào)制解調(diào)器和一個小的路由器保證了與 用戶的通信暢通,并且提供了遠程開發(fā)功能。

   FPGA上執(zhí)行程序具有高度的時間確定性,并且 Real-Time Module具有數(shù)據(jù)記錄和通信能力,這一平臺為構建高性能測量系統(tǒng)提供了良好的基礎。此外,完善的解決方案適合于快速原型化應用。

  通信

  由于電力設備包括電站內(nèi)的一個獨立系統(tǒng),操作者保持可靠的遠程通信至關重要。為了確保測量單元的可移動性,我們選擇了使用3G調(diào)制解調(diào)器和一個小路 由器的解決方案。一個 PC主機處理與操作者的通信,如圖2所示。此外,該小組使用LabVIEW應用程序生成器設計了一個易于使用的界面,這主要是因為大部分操作員缺乏 LabVIEW的使用經(jīng)驗。

  圖2 通信

  未來計劃

  該原型系統(tǒng)基于和LabVIEW展示了現(xiàn)代通信技術如何結合低成本靈活的開發(fā)平臺實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各個部分的控制和測量。電力供 應商和客戶從這個可靠的、高性能的繼電保護系統(tǒng)中受益,該系統(tǒng)通過集成具備完整功能的故障記錄儀來協(xié)調(diào)整個變電站。此種解決方案支持精確的故障檢測,而無 需對眾多客戶斷電。

  作者信息:

  Christoffer Örndal

  Department of Measurement Technology and Industrial Electrical Engineering, Lunds University

  瑞典


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關鍵詞: NI LabVIEW CompactRIO

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