CN109030940A - 一种在线电力谐波监测方法 - Google Patents

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CN109030940A CN201810476593.7A CN201810476593A CN109030940A CN 109030940 A CN109030940 A CN 109030940A CN 201810476593 A CN201810476593 A CN 201810476593A CN 109030940 A CN109030940 A CN 109030940A
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余志光
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis

Abstract

本发明公开了一种在线电力谐波监测方法，包括以下步骤：A、电压采集模块和电流采集模块分别采集三相电压、电流信号；B、采集的三相电压和电流信号分别进行模数转换后发送至ARM处理器中处理；C、ARM处理器对谐波源的电压电流进行谐波源分析；D、分析结果通过以太网传输模块传输至后台上位机，本发明采集的监测方法简单，监测效率高，便于技术人员实时查看。

Description

一种在线电力谐波监测方法
技术领域
本发明涉及不锈钢技术领域，具体为一种在线电力谐波监测方法。
背景技术
由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。
对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小，比国家的考核标准低的多，因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。
近年来，随着各种非平稳、非线性电气装置的投入使用和分布式电源的接入，电网中的谐波、间谐波种类和含量急剧增长，进而导致了电能质量受到了严重影响。谐波使电能的生产、传输和使用的效率降低并对周围的电磁环境产生危害。然而，传统电力谐波检测普遍存在谐波识别率低,监测效率低的弊端，因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线电力谐波监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线电力谐波监测方法，包括以下步骤：
A、电压采集模块和电流采集模块分别采集三相电压、电流信号；
B、采集的三相电压和电流信号分别进行模数转换后发送至ARM处理器中处理；
C、ARM处理器对谐波源的电压电流进行谐波源分析；
D、分析结果通过以太网传输模块传输至后台上位机。
优选的，所述步骤A中电流采集模块包括运算放大器A、二极管A和二极管B，所述运算放大器A正极输入端连接电阻A一端，负极输入端分别连接电阻B一端和电阻D一端，电阻A另一端分别连接电阻C一端和电流互感器接口，电阻C另一端接地，电阻B另一端接地，电阻D另一端连接运算放大器A输出端，所述运算放大器A输出端分别连接二极管A正极和二极管B负极，所述二极管A负极接电源端，所述二极管B正极接地。
优选的，所述步骤A中电压采集模块包括运算放大器B、二极管C和二极管D，所述运算放大器B正极输入端分别连接电阻H一端、电阻E一端，负极输入端分别连接电阻F一端和电阻G一端，所述电阻E另一端分别连接电阻I一端和电阻J一端，电阻I另一端接电源端，电阻J另一端接地，所述电阻H另一端接地，所述电阻G另一端接运算放大器B输出端，所述运算放大器B输出端分别连接二极管C正极和二极管D负极，所述二极管C负极接电源端，二极管D正极接地。
优选的，所述以太网传输模块采用型号为TLK2201BIRCP的以太网芯片。
优选的，所述步骤C中谐波源包括风电场、光伏并网发电、电力机车、轧机负荷和电弧炉。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采集的监测方法简单，监测效率高，便于技术人员实时查看；其中，采用的电流采集模块能够实现高精度的数据采集；且结构加单，容易实现，输出信号稳定；采用的电压采集模块抗干扰能力强，采集效率高，传输速度快，进一步提高了后台监测效率。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明电流采集模块原理图；
图3为本发明电压采集模块原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种在线电力谐波监测方法，包括以下步骤：
A、电压采集模块和电流采集模块分别采集三相电压、电流信号；
B、采集的三相电压和电流信号分别进行模数转换后发送至ARM处理器中处理；
C、ARM处理器对谐波源的电压电流进行谐波源分析；
D、分析结果通过以太网传输模块传输至后台上位机。
其中，以太网传输模块采用型号为TLK2201BIRCP的以太网芯片；步骤C中谐波源包括风电场、光伏并网发电、电力机车、轧机负荷和电弧炉。
本发明中，步骤A中电压采集模块包括运算放大器B2c、二极管C3b和二极管D4b，所述运算放大器B2c正极输入端分别连接电阻H8a一端、电阻E5a一端，负极输入端分别连接电阻F6a一端和电阻G7a一端，所述电阻E5a另一端分别连接电阻I9a一端和电阻J10a一端，电阻I9a另一端接电源端，电阻J10a另一端接地，所述电阻H8a另一端接地，所述电阻G7a另一端接运算放大器B2c输出端，所述运算放大器B2c输出端分别连接二极管C3b正极和二极管D4b负极，所述二极管C3b负极接电源端，二极管D4b正极接地。
本发明中，步骤A中电压采集模块包括运算放大器B2c、二极管C3b和二极管D4b，所述运算放大器B2c正极输入端分别连接电阻H8a一端、电阻E5a一端，负极输入端分别连接电阻F6a一端和电阻G7a一端，所述电阻E5a另一端分别连接电阻I9a一端和电阻J10a一端，电阻I9a另一端接电源端，电阻J10a另一端接地，所述电阻H8a另一端接地，所述电阻G7a另一端接运算放大器B2c输出端，所述运算放大器B2c输出端分别连接二极管C3b正极和二极管D4b负极，所述二极管C3b负极接电源端，二极管D4b正极接地。
综上所述，本发明采集的监测方法简单，监测效率高，便于技术人员实时查看；其中，采用的电流采集模块能够实现高精度的数据采集；且结构加单，容易实现，输出信号稳定；采用的电压采集模块抗干扰能力强，采集效率高，传输速度快，进一步提高了后台监测效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种在线电力谐波监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、电压采集模块和电流采集模块分别采集三相电压、电流信号；
B、采集的三相电压和电流信号分别进行模数转换后发送至ARM处理器中处理；
C、ARM处理器对谐波源的电压电流进行谐波源分析；
D、分析结果通过以太网传输模块传输至后台上位机。
2.根据权利要求1所述的一种在线电力谐波监测方法，其特征在于：所述步骤A中电流采集模块包括运算放大器A(1c)、二极管A(1b)和二极管B(2b)，所述运算放大器A(1c)正极输入端连接电阻A(1a)一端，负极输入端分别连接电阻B(2a)一端和电阻D(4a)一端，电阻A(1a)另一端分别连接电阻C(3a)一端和电流互感器接口，电阻C(3a)另一端接地，电阻B(2a)另一端接地，电阻D(4a)另一端连接运算放大器A(1c)输出端，所述运算放大器A(1c)输出端分别连接二极管A(1b)正极和二极管B(2b)负极，所述二极管A(1b)负极接电源端，所述二极管B(2b)正极接地。
3.根据权利要求1所述的一种在线电力谐波监测方法，其特征在于：所述步骤A中电压采集模块包括运算放大器B(2c)、二极管C(3b)和二极管D(4b)，所述运算放大器B(2c)正极输入端分别连接电阻H(8a)一端、电阻E(5a)一端，负极输入端分别连接电阻F(6a)一端和电阻G(7a)一端，所述电阻E(5a)另一端分别连接电阻I(9a)一端和电阻J(10a)一端，电阻I(9a)另一端接电源端，电阻J(10a)另一端接地，所述电阻H(8a)另一端接地，所述电阻G(7a)另一端接运算放大器B(2c)输出端，所述运算放大器B(2c)输出端分别连接二极管C(3b)正极和二极管D(4b)负极，所述二极管C(3b)负极接电源端，二极管D(4b)正极接地。
4.根据权利要求1所述的一种在线电力谐波监测方法，其特征在于:所述以太网传输模块采用型号为TLK2201BIRCP的以太网芯片。
5.根据权利要求1所述的一种在线电力谐波监测方法，其特征在于:所述步骤C中谐波源包括风电场、光伏并网发电、电力机车、轧机负荷和电弧炉。
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