在 1993 年至 1995 年間,美國電力研究院 EPRI(The Electric Power Research Institute)針對全美 24 種不同供電企業(yè)的 277 個監(jiān)測點進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析,研究系統(tǒng)性能如何監(jiān)測、特殊的電能質(zhì)量問題如何監(jiān)測、為提高供電的服務(wù)質(zhì)量如何監(jiān)測等等,這個研究成果成為美國開展電能質(zhì)量監(jiān)測的指導(dǎo)方針。隨后,EPRI 又針對不同的數(shù)據(jù)采集源研究制定電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換格式 PQDIF(POWER QUALITY DATA INTERCHANGE FOMAT),該格式被 IEEE 采納并將其作為標(biāo)準(zhǔn)來制定,目前,某些制造廠家已采用了這種 PQDIF 標(biāo)準(zhǔn)格式。相比較而言,國外的監(jiān)測設(shè)備以及電能質(zhì)量管理技術(shù)要領(lǐng)先于國內(nèi)。隨著電力行業(yè)系統(tǒng)運行管理的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化,通訊網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)技術(shù)的日益成熟發(fā)展和普及,出現(xiàn)了三網(wǎng)合一的趨勢。功能單一的電力系統(tǒng)測量儀表已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化電能管理的需要。因此開發(fā)一種新型的、通用性好、應(yīng)用范圍廣的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,集測量和通訊等功能于一體,能有效的進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測,對于保證電力系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性都具有重要的意義。
2、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的特點
我公司研制的 PQ-F335 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,ARM 加 DSP 數(shù)據(jù)采集板模式, DSP 具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力用來完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸,核心硬件處于國內(nèi)先進(jìn)水平。
ARM 用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算、統(tǒng)計、顯示、存儲、按鍵、通訊。采用 LINUX 嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件平臺,全部軟件采用 C++ 高級語言編程,保證了系統(tǒng)的高可靠性和高移植性。DSP 數(shù)據(jù)采集部分采用同步采樣的 16 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換器,采集精度高,實測精度達(dá)到電能質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn) A 級的要求;
大容量的存儲空間,滿足電能質(zhì)量監(jiān)測裝置對數(shù)據(jù)存儲的要求,可保存 3 個月以上的歷史數(shù)據(jù)掉電不丟失。
采用了硬件鎖相環(huán)技術(shù),頻率自動跟蹤,防止了在電力系統(tǒng)頻率變化時對監(jiān)測指標(biāo)的影響,防止了頻率“泄漏”。
強(qiáng)大的通訊接口,裝置配置了工業(yè)以太網(wǎng),通訊速率高達(dá) 100Mbps,還配置有 RS485、USB 通訊接口,可選擇多種通訊方式與遠(yuǎn)方管理中心交互數(shù)據(jù);
核心硬件采用四層印刷電路板(PCB)工藝和 SMT 工藝,硬件可靠性和電磁兼容能力達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,達(dá)到了國標(biāo)對電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的 EMC 的要求。
在監(jiān)測功能方面,裝置除具有常規(guī)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測外,還對電能質(zhì)量的暫態(tài)擾動,主要是電壓的驟升、驟降進(jìn)行監(jiān)測和記錄,具有較強(qiáng)的實用性。
3、裝置的主要功能
基本監(jiān)測指標(biāo):
電網(wǎng)頻率、三相基波電壓、電流有效值,基波有功功率、無功功率、功率因數(shù)、相位等;
電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負(fù)序電壓、電流;
諧波(2~65 次):包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位。
高級監(jiān)測指標(biāo):
間諧波、電壓波動、閃變,電壓驟升、驟降、短時中斷、暫時過電壓、瞬態(tài)過電壓。
顯示功能:
裝置面板上帶有大屏幕彩色 LCD 顯示器,實時顯示電能質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
設(shè)置功能:可對裝置基本參數(shù)、越限參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和查看,并設(shè)有密碼保護(hù)。
記錄存儲功能:
裝置內(nèi)置 TF 卡,可對基本監(jiān)測指標(biāo)和高級監(jiān)測指標(biāo)實時保存,實時數(shù)據(jù)在裝置上最長保存時間為 6 個月,之后按“先進(jìn)先出”原則更新。
統(tǒng)計功能:
裝置具有對主要監(jiān)測指標(biāo)的在線統(tǒng)計功能,可統(tǒng)計分鐘內(nèi)監(jiān)測指標(biāo)的最大值、最小值、平均值等。
通訊功能:
裝置提供多種通訊接口方式,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸或定時提取存儲記錄,可通過工業(yè)以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)方電能質(zhì)量管理中心通訊,也可通過 RS232C/RS485 接口,以 GPRS 方式(定制)與遠(yuǎn)方通訊。
網(wǎng)絡(luò)對時功能:
監(jiān)測裝置具備網(wǎng)絡(luò)對時功能。可保持與遠(yuǎn)方管理中心的時鐘一致。
事件觸發(fā)錄波功能:
可根據(jù)客戶要求設(shè)定事件觸發(fā)條件(手動或自動),記錄事件觸發(fā)前、后實時數(shù)據(jù)并保存,并保存有事件日志以供查詢。