基于LabVIEW的電氣化鐵路電能質(zhì)量監測系統的設計

　　在主程序的前面板中，可以利用LabVIEW提供的選項卡控件“Tab Control.vi”功能函數來(lái)實(shí)現分頁(yè)，其電能質(zhì)量監測主程序前面板如圖3所示。圖中程序頁(yè)面顯示的是伏安測量頁(yè)面，每個(gè)頁(yè)面可以實(shí)現不同的測試任務(wù)。

　　3 電力參數測量程序與測試結果

　　對于電氣化鐵路，供電部門(mén)的電能質(zhì)量評價(jià)指標主要有功率因數、三相電壓不平衡度、各次諧波電壓及諧波電流、電壓總諧波畸變率和電壓波動(dòng)及閃變等。本系統監測的電力參數有電流、電壓、頻率、諧波、功率因數、功率(右功、無(wú)功、視在功率和總功率)、三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度和閃變等。

　　由于譜泄漏的原因，為了減少泄漏誤差，避免信號在做諧波分析時(shí)發(fā)生混疊，首先要對信號進(jìn)行加窗處理，再通過(guò)FFT變換完成諧波分析。這里以A相電壓的諧波測量為例，給出了如圖4所示的基于LabVIEW的諧波計算流程圖。

　　基于虛擬儀器的電氣化鐵路電能質(zhì)量參數監測系統同樣必須具備傳統監測系統的三大功能模塊，即數據采集模塊、數據分析處理模塊和結果顯示模塊。本系統的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境為LabVIEW，它是美國NI公司推出的一種基于G語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具。對于一個(gè)虛擬儀器系統而言，軟件是關(guān)鍵，是靈魂，硬件僅用于解決信號的輸入和輸出。

　　諧波測量模塊一般要實(shí)現各次諧波頻率、幅值和THD這三個(gè)參數的測量。諧波分析的方法很多，理論和實(shí)現上都比較成熟的是快速傅立葉變換(FFT)分析法，LabVIEW提供有諧波分析軟件包，可供直接進(jìn)行快速頻譜分析。

　　根據GB/T14549-93中的附錄D補充件第三條：對于負荷變化快的諧波源(如煉鋼電弧爐、電力機車(chē)等)，測量的時(shí)間間隔不大于2 min，諧波測量次數一般不小于30次。根據IEC 1000-4-7：1991，電磁兼容(EMC)第四部分第七節中，諧波測量范圍取基波和2~40次諧波。本系統中，總諧波次數取40次。