CN202230173U - 自适应多谐波源定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自适应多谐波源定位装置，它包括机箱，所述机箱内设有数据采集装置和数据处理装置，数据采集装置和数据处理装置双向互连接；所述的数据采集装置还与至少一个电压采集装置和至少两个或两个以上电流采集装置连接，所述数据处理装置与人机交互装置和通讯模块分别连接，所述数据处理装置中的通讯模块通过网络或接口与上位机通讯。本实用新型的有益效果：克服了现有的电能质量监测装置无法区分多谐波源责任的缺点，保证相关电力***计算快速性、准确性的要求。能够在线设置多种参数，保证了装置在复杂环境中都能够运行。具有多种通信接口，存储器容量大，能够保证长时间的谐波监测。采用机箱便携式设计、操作简单、运行成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型的谐波源定位装置，尤其涉及一种自适应多谐波源定位装置。
技术背景
随着科技的飞速发展，现代电网和负荷的构成出现了新的变化趋势。电能质量状况日益引起高度重视。由谐波导致的电能质量问题引起了电力***和电力用户的广泛关注。大量谐波源向电网注入高次谐波电流并引起电压畸变，对电力***的安全和经济运行影响很大。非线性负荷产生的谐波不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重影响电网的经济运行和各用户的利益。
为了有效地控制电网中的谐波，国际上提出一种“奖惩性方案”，其基本思想为：***与用户在额定的范围内正常交易，如果***不能保证供电质量，用户应当得到赔偿；如果用户的污染指标恶化，则***在保证向用户正常供电的前提下，收取额外的惩罚费用，当然在用户吸收***中额外谐波功率的情况下，应当给予一定的补偿和鼓励。
目前，国内诸多电力企业、用户相继建设了电能质量监测***，对包括谐波在内的电能质量特征指标实行不间断的实时监测，由此可得出***中各关键节点电能质量的变化情况。但在实施中，还存在以下不足之处：
1、在含有多个谐波源的配电网中，公共耦合点(PCC)处的谐波畸变电压，往往是由多个谐波源共同作用产生的，如图1所示。该***包含三个主要谐波源负荷A，B，C。在含有多个谐波源的配电***中，当前情况下，仅是得到电能质量的监测数据，只是进行电能质量分析。当发生由谐波引起的电能质量问题时，无法准确识别“问题”谐波源并确定各个谐波源的谐波责任；
2、现有的电能质量监测装置，可实时、定时监测现场设备的各电参量及开关量状态，包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、谐波、不平衡度、电流K系数、电流波形因子、电压波峰系数、电能、温度、开关位置、设备运行状态等。但在准确定位谐波源、有效区分多谐波源各自的谐波责任方面，还没有一种成熟可靠的技术产品。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种自适应多谐波源定位装置，它具有适应性强、精确有效、操作简单、运行成本较低的优点。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种自适应多谐波源定位装置，它包括机箱，所述机箱内设有数据采集装置和数据处理装置，数据采集装置和数据处理装置双向互连接；所述的数据采集装置还与至少一个电压采集装置和至少两个或两个以上电流采集装置连接，所述数据处理装置与人机交互装置和通讯模块分别连接，所述数据处理装置中的通讯模块通过网络或通信接口与上位机通讯。所述网络为有线网络、或无线网络，所述网络为10/100Mbs以太网，所述通信接口为USB接口。
所述的电压采集装置为电压互感器；所述的电流采集装置为电流传感器。所述的电压互感器、电流传感器分别通过BNC接口与数据采集装置连接。
所述数据采集装置包括AD采集板和与AD采集板连接的存储器。
所述数据处理装置包括数据处理器，所述数据处理器设有USB接口。
所述数据处理器型号为Intel Core i3-330M。
所述人机交互装置包括分别通过接口与数据处理装置中数据处理器连接的鼠标、键盘和显示终端；所述接口为USB接口，所述显示终端包括液晶显示器或CRT显示器。
该装置由至少一个电压传感器和至少两个电流传感器(数量可根据需要做出增减)、数据采集装置、数据处理装置以及显示器组成。其中，数据采集模块和数据处理模块，由机箱封装，保证了装置的整体紧凑性和小巧便携性。
电压传感器直接采集电站母线PT(电压互感器)在变电站主控室内仪表盘中的二次侧的电压信号，通过BNC接口连接到数据采集板，将此信号转变为数据采集板可接受的模拟信号。
电流传感器直接采集变电站各出线的CT(电流互感器)在变电站主控室内仪表盘中的二次侧的电流信号，通过BNC接口连接到数据采集模块，将此信号转变为可接受的模拟信号。
数据采集模块的主要分为两个部分：A/D转换器，存储器。该数据采集模块，由数据处理模块中编制的LabVIEW程序控制，可以同步采集多路电压信号和电流信号，转化为数字信号后，通过USB接口与存储器相连，按指定的数据格式存储。
数据处理***的核心能够调用存储的数据，进行分析处理，计算多谐波源各自的谐波责任。
数据的处理结果，通过液晶显示器或CRT显示器显示出来。
装置配置了鼠标和键盘，可以手动进行灵活操作和设置。
该装置的基本原理为，电压传感器和电流传感器分别将变电站母线的电压信号和各条出线的电流信号转换为数据采集***可以接受的模拟信号；数据采集***内置由LabVIEW程序控制的数据采集模块，将模拟信号转化为数字信号并按预定的格式存储起来；数据处理***，通过MATLAB程序，调用存储数据，并进行分析处理；最终分析结果通过人机界面显示出来。该装置可以实时记录电压电流数据及其波形，一段时间后，即可自动评估各谐波源在这段时间内的平均谐波责任。其中，数据采集与数据处理，既可同步进行，也可以分开进行。本实用新型属于工业制造领域，
本实用新型的有益效果是：
(1)克服了现有的电能质量监测装置无法区分多谐波源责任的缺点，在各种复杂的情况下，都能够准确定位谐波源并划分各自的谐波责任。
(2)能够快速、准确地采集线路参数，可以保证相关电力***计算快速性、准确性的要求。
(3)采用BNC接口，减少了信号之间的相互干扰，可达到更好的信号响应效果。
(4)具有16路输入端子，能够采集多达15路出线的电流信号，尽可能保证了一个变电站的所有出线的电流信号被监测到。
(5)能够在线设置多种参数，保证了装置在多种电压等级、不同***频率和复杂环境中都能够运行。
(6)具有多种通信接口，有线网络、或无线网络，如10/100Mbs以太网接口和USB接口。
装置利用这些接口可以与多种类型接口的上位机进行通讯，而且这些接口可以互为备份，增加了装置通信的可靠性。
(7)存储器容量大，能够保证长时间的谐波监测。
(8)采用机箱便携式设计，适应性强、精确有效、操作简单、运行成本较低，具有很高的经济效益和社会效益。
(9)具有在线软件升级的功能。
(10)可以作为电能质量监测平台的高级分析部分，对电能质量评估工作具有指导意义。
附图说明
图1含3谐波源的典型输电***示意图；
图2本实用新型的结构示意图。
图中：1.电压传感器，2.电流传感器3.机箱，4.AD采集板，5.存储器，6.数据处理器，7.鼠标，8.键盘，9.显示终端，10.上位机，11.通讯模块。
具体实施方式
图2中，一种自适应多谐波源定位装置，它包括机箱3，所述机箱3内设有数据采集装置和数据处理装置，数据采集装置和数据处理装置双向互连接；所述的数据采集装置还与至少一个电压采集装置和至少两个或两个以上电流采集装置连接，所述数据处理装置与人机交互装置和通讯模块11分别连接，所述数据处理装置中的通讯模块11通过网络或通信接口与上位机10通讯。
所述的电压采集装置为电压传感器1；所述的电流采集装置为电流传感器2。所述的电压传感器1、电流传感器2分别通过BNC接口与数据采集装置连接。
所述数据采集装置包括AD采集板4和与AD采集板4连接的存储器5。
所述数据处理装置包括数据处理器6，所述数据处理器6设有USB接口。
所述数据处理器6型号为Intel Core i3-330M。
所述人机交互装置包括分别通过接口与数据处理装置中数据处理器6连接的鼠标7、键盘8和显示终端9，所述接口为USB接口，所述显示终端9包括液晶显示器或CRT显示器。
所述网络为10/100Mbs以太网。所述网络为有线网络、或无线网络，所述通信接口为USB接口。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，它包括机箱，所述机箱内设有数据采集装置和数据处理装置，数据采集装置和数据处理装置双向互连接；所述的数据采集装置还与至少一个电压采集装置和至少两个或两个以上电流采集装置连接，所述数据处理装置与人机交互装置和通讯模块分别连接，所述数据处理装置中的通讯模块通过网络或通信接口与上位机通讯。
2.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述的电压采集装置为电压传感器；所述的电流采集装置为电流传感器；所述的电压传感器、电流传感器分别通过BNC接口与数据采集装置连接。
3.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述数据采集装置包括AD采集板和与AD采集板连接的存储器。
4.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述数据处理装置包括数据处理器，所述数据处理器设有USB接口。
5.如权利要求4所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述数据处理器型号为Intel Core i3-330M。
6.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述人机交互装置包括分别通过接口与数据处理装置中数据处理器连接的鼠标、键盘和显示终端。
7.如权利要求6所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述接口为USB接口，所述显示终端包括液晶显示器或CRT显示器。
8.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述网络为10/100Mbs以太网。
9.如权利要求1所述的一种自适应多谐波源定位装置，其特征是，所述网络为有线网络、或无线网络，所述通信接口为USB接口。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103675446A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 重庆大学 | 一种实时精确的谐波源定位***和方法 |
| CN103969552A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 河海大学 | 一种分布式发电***的谐波源定位分析方法 |
| CN104865467A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-26 | 国家电网公司 | 应用于主动配电网的谐波源定位和谐波责任划分方法 |
| CN105021886A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-11-04 | 中国矿业大学 | 一种基于特征根估计的谐波源定位装置 |
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