使用LabVIEW和CompactRIO快速原型測量系統(tǒng)用于檢測電力系統(tǒng)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, 實時模塊, FPGA模塊, NI 9239, LabVIEW

　　挑戰(zhàn):

　　開發(fā)一個通信靈活的便攜式測量設(shè)備，可以記錄電力系統(tǒng)中的高頻瞬變以及在線向多個用戶顯示數(shù)據(jù)。

　　解決方案:

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

　　"該原型系統(tǒng)是基于CompactRIO和LabVIEW，展示了低成本靈活的開發(fā)平臺如何結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各個部分的控制和測量。"

　　大 部分電網(wǎng)保護系統(tǒng)的主要缺點是無法準(zhǔn)確地檢測接地故障的根源。導(dǎo)致出現(xiàn)接地故障后，電網(wǎng)的大部分不得不被強行斷開，許多客戶將失去電力供應(yīng)。這不僅導(dǎo)致客 戶對電力服務(wù)失望并且電力供應(yīng)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低以及采用了低通濾波?，F(xiàn)有保護系統(tǒng)的基本限制來自于測量信號高 頻成分?jǐn)?shù)據(jù)的缺失。

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

　　高頻瞬變在電網(wǎng)中屢見不鮮。除接地故障，瞬變也出現(xiàn)在健康的系統(tǒng)中，通常是由于線路開關(guān)通電時產(chǎn)生的瞬變。瞬變信號的分析表明其頻率成分可達到數(shù)千赫茲(圖1)。

　　圖1 圖中的表格記錄了接地故障期間的瞬變，其中實線是 NI 9239模擬輸入模塊以50kHz的采樣率采集到的原始信號，虛線則是同樣的信號經(jīng)過一個截止頻率為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(jié)果