工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng).pdf

1、我國地域廣闊，發(fā)電資源分布和用電負荷的發(fā)展極不平衡。隨著電能與電力負荷中心距離的逐漸增大，高效節(jié)能、安全可靠的特高壓輸電技術(shù)被提到了議事日程。中國電力科學研究院在北京昌平組織建設(shè)了我國的特高壓直流試驗基地，試驗基地為我國特高壓直流輸電工程的建設(shè)和運行提供了有力的技術(shù)支撐。 本文介紹了一種基于虛擬儀器技術(shù)的工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng)，本測量系統(tǒng)已經(jīng)成功地應用到北京中國電力科學院±1200kV雙極直流高電壓發(fā)生器測量系統(tǒng)中。在本測量系

2、統(tǒng)中，應用主流的數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)了對整流變壓器輸入電壓、電流和直流發(fā)生器輸出電壓、電流信號的測量。本數(shù)字化測量系統(tǒng)能夠?qū)崟r計算電壓、電流信號的峰值和有效值，能夠?qū)﹄妷?、電流信號進行頻譜分析和各次諧波分量的計算，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)波形的顯示和歷史數(shù)據(jù)的記錄，同時，本系統(tǒng)還能夠?qū)⒏鞣N測量結(jié)果通過Internet傳送到終端計算機，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。 本文詳細闡述了虛擬儀器技術(shù)的概念和構(gòu)成，以及工頻高電壓數(shù)字化測量系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，重點研究了PC

3、I-6250數(shù)據(jù)采集卡的性能和使用方法。在測量回路的硬件設(shè)計方面，本文詳細闡述了電壓、電流測量回路的設(shè)計，以及電壓、電流變送器的選擇和低通濾波電路的設(shè)計。在軟件部分，重點介紹了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及峰值、有效值的計算方法和FFT算法的設(shè)計。 最后，作者在實驗室建立了模擬試驗電路，并把系統(tǒng)測量結(jié)果與TDS3012B數(shù)字示波器測量結(jié)果進行比較，通過對測量結(jié)果誤差的分析，驗證了峰值、真有效值算法以及FFT算法的正確性。在試驗現(xiàn)場，作者重

4、點分析了現(xiàn)場的干擾情況和采集卡的通道耦合問題，設(shè)計了硬件濾波器和軟件濾波功能，抑制測量系統(tǒng)中的高頻干擾信號，提高了測量系統(tǒng)的測量精度和抗干擾能力。作者應用MATLAB的數(shù)字信號分析工具對整流變壓器輸入電壓信號進行頻譜分析，并與本測量系統(tǒng)的計算結(jié)果進行對比，證明濾波后電源的諧波含量滿足工程的要求。同時，在試驗現(xiàn)場對±1200kV雙極直流高電壓發(fā)生器輸出電壓信號進行測量，通過與認可的測量系統(tǒng)的測量結(jié)果的對比和分析，證明工頻高電壓數(shù)字化測量系