电能质量分析仪自动校准技术研究

发布时间：2017-08-26 03:25

  本文关键词：电能质量分析仪自动校准技术研究

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【摘要】：随着现代工业的发展,电力系统中非线性负荷与冲击负荷日益增多,引起了一系列电能质量问题。为改善和提高电能质量,有效治理电能质量问题,各种类型的电能质量分析仪被广泛投入使用。借鉴对计量器具的管理经验,对电能质量分析仪进行校准是保证电能质量分析仪测量结果准确可靠的前提。目前,对电能质量分析仪的校准以手动或半自动校准为主,不仅成本高、功能少、工作量大,耗时长,而且容易引入人为错误,从而降低校准的准确度。因此,研究电能质量分析仪自动校准技术,设计与研发一种低成本、多功能、自动化程度高、性能好的校准系统,具有重要的意义和应用价值。首先,本文介绍电能质量分析仪校准技术的国内外研究现状,阐述电能质量参数的校准原理以及电能质量分析仪的误差来源。根据电能质量国家标准,论述电能质量参数校准原理。引出电能质量分析仪自动校准需求。然后,本文针对传统校准技术的不足,将虚拟仪器技术应用于电能质量校准工作中,采用图形化编程语言Lab VIEW作为软件开发平台,以电能质量国家标准和电力行业标准为校准依据,设计与研制一种集电力参数测量结果获取及校准、电能质量参数校准与误差分析、仪器通信与控制、数据库管理、校准结果输出等多项功能于一体的电能质量分析仪自动校准系统。本文利用虚拟仪器技术和总线系数对系统通信进行设计,实现对标准源、标准表、被校仪器的自动控制,提高系统自动化程度,简化校准流程;采用数据库技术提高校准数据的有效管理,实现系统数据的存储、修改、删除、查询等功能;运用权限管理机制设计系统管理模块,保障系统的可靠性和数据安全性;在系统设置模块中引入校准方案和配置模板,大幅度减少系统配置工作;结合Lab VIEW的报表生成工具包,自动生成电能质量参数校准报表,方便用户对校准数据进行分类和归档。最后,本文对电能质量分析仪进行校准实验,并对电能质量参数测量结果进行测量不确定度分析。实验结果表明,本文设计的电能质量分析仪自动校准系统可完成电能质量参数的自动校准功能,且校准结果符合电能质量国家标准要求,具有操作简单、人机交互界面友好、多功能、人工干预度少、自动化程度高等优点,适用于各项电能质量参数的准确、快速校准。
【关键词】：电能质量 虚拟仪器 自动校准 误差分析 测量不确定度
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM930
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 电能质量参数及标准11-12
• 1.2.2 电能质量分析仪研究现状12
• 1.2.3 电能质量分析仪校准技术研究现状12-14
• 1.3 项目来源与本文的主要工作14-16
• 第2章 电能质量参数检测原理与误差分析16-23
• 2.1 电能质量参数检测方法16-20
• 2.1.1 基本电力参数检测方法16-17
• 2.1.2 谐波检测方法17-18
• 2.1.3 三相不平衡度检测方法18-19
• 2.1.4 电压闪变检测方法19-20
• 2.2 电能质量分析仪的构成与工作原理20-21
• 2.2.1 电能质量分析仪构成20
• 2.2.2 电能质量分析仪的工作原理20-21
• 2.3 电能质量分析仪的误差来源21-23
• 2.3.1 硬件系统误差21
• 2.3.2 软件算法运行误差21-23
• 第3章 电能质量参数校准原理与校准系统框架23-33
• 3.1 电能质量分析仪的自动校准需求23-24
• 3.2 电能质量参数校准理论24-27
• 3.2.1 电力参数校准原理24-25
• 3.2.2 电能质量参数校准方法25-27
• 3.3 电能质量参数校准流程27
• 3.4 校准系统的功能需求分析27-29
• 3.5 校准系统的构成与工作机理29-33
• 3.5.1 系统硬件结构29-30
• 3.5.2 系统软件结构30-31
• 3.5.3 校准系统的工作机理31-33
• 第4章 电能质量分析仪自动校准系统软件设计33-58
• 4.1 校准系统软件开发平台33
• 4.2 校准系统通信单元设计33-39
• 4.2.1 程控仪器的控制方案设计34-36
• 4.2.2 基于DL/T645的被校电能质量分析仪通信设计36-39
• 4.3 校准系统的数据库管理39-46
• 4.3.1 LabVIEW环境下的校准系统数据库访问39-40
• 4.3.2 基于LabSQL的校准系统数据库管理40-46
• 4.4 校准系统的功能模块设计46-58
• 4.4.1 系统设置模块46-49
• 4.4.2 电能质量参数分析与校准模块49-52
• 4.4.3 系统管理模块52-54
• 4.4.4 校准结果输出模块54-58
• 第5章 电能质量参数校准实验及测量不确定度分析58-67
• 5.1 电能质量参数校准58-62
• 5.1.1 实验条件及实验设备58
• 5.1.2 电压偏差校准58-59
• 5.1.3 频率偏差校准59
• 5.1.4 谐波校准59-60
• 5.1.5 三相不平衡度校准60-61
• 5.1.6 电压闪变校准61-62
• 5.2 电能质量参数检测结果的测量不确定度分析62-67
• 5.2.1 电压检测结果的测量不确定度分析64-65
• 5.2.2 频率检测结果的测量不确定度分析65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果75-76
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目76-77
• 附录C 电能质量分析仪自动校准系统实物图77

【参考文献】

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本文编号：739358