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

　　使用CompactRIO檢測電弧的間歇性接地故障

　　作者:

　　Christoffer Örndal - Department of Measurement Technology and Industrial Electrical Engineering, Lunds University

　　Andreas Andreas Jönsson - DLAB – Lund University

　　Magnus Akke - DLAB – Lund University

　　行業(yè):

　　能源/電力

　　產(chǎn)品:

　　cRIO-9014, 實(shí)時(shí)模塊, FPGA模塊, NI 9239, LabVIEW

　　挑戰:

　　開(kāi)發(fā)一個(gè)通信靈活的便攜式測量設備，可以記錄電力系統中的高頻瞬變以及在線(xiàn)向多個(gè)用戶(hù)顯示數據。

　　解決方案:

　　使用NI CompactRIO平臺與LabVIEW軟件快速開(kāi)發(fā)了一個(gè)高度靈活的測量系統原型，提供快速采樣和大帶寬。

　　"該原型系統是基于CompactRIO和LabVIEW，展示了低成本靈活的開(kāi)發(fā)平臺如何結合現代通信技術(shù)實(shí)現對電力系統中各個(gè)部分的控制和測量。"

　　大 部分電網(wǎng)保護系統的主要缺點(diǎn)是無(wú)法準確地檢測接地故障的根源。導致出現接地故障后，電網(wǎng)的大部分不得不被強行斷開(kāi)，許多客戶(hù)將失去電力供應。這不僅導致客 戶(hù)對電力服務(wù)失望并且電力供應商也將收到罰單。背后的原因大多存在于保護單元的采樣頻率過(guò)低以及采用了低通濾波?，F有保護系統的基本限制來(lái)自于測量信號高 頻成分數據的缺失。

　　瑞典隆德大學(xué)的電子工程系與能源公司E.ON Elnät共同合作建立了實(shí)驗室研究電網(wǎng)的分配系統。該項目意在模擬和準確地檢測出影響電力系統正常運行的不利因素，如接地故障等。

　　高頻瞬變在電網(wǎng)中屢見(jiàn)不鮮。除接地故障，瞬變也出現在健康的系統中，通常是由于線(xiàn)路開(kāi)關(guān)通電時(shí)產(chǎn)生的瞬變。瞬變信號的分析表明其頻率成分可達到數千赫茲(圖1)。

　　圖1 圖中的表格記錄了接地故障期間的瞬變，其中實(shí)線(xiàn)是 NI 9239模擬輸入模塊以50kHz的采樣率采集到的原始信號，虛線(xiàn)則是同樣的信號經(jīng)過(guò)一個(gè)截止頻率為300Hz的二階的巴特沃茲低通濾波器之后以1000Hz的采樣率采集后的結果