CN201811991U

CN201811991U - 大型空压机供电电能质量监测与分析系统

Info

Publication number: CN201811991U
Application number: CN2010202933848U
Authority: CN
Inventors: 金星; 王盛慧; 姜长泓; 巢勇
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-08-17

Abstract

本实用新型的大型空压机供电电能质量监测与分析系统，适用于钢铁、化工企业中大型空压机供电装置的能源信息管理、系统监测及仪器故障诊断领域。该系统至少包含一台监测主机、一套多种类型信号采集及调理装置和一套基于LabVIEW开发平台的监测分析单元；监测分析单元完成数据采集、处理、存储、报表和分析；信号采集及调理装置选用间隔扫描方式，同步跟踪现场三相电压、电流信号，并将其转化为监测分析单元可有效识别的数字信号。本实用新型基于LabVIEW在线电能质量监测与分析系统，实现现场数据在线监测与分析，与现有的系统相比，在信息采集的实时性、可靠性、抗干扰性、系统的成本、安装、适用范围等方面，都有很大的改进。

Description

大型空压机供电电能质量监测与分析系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁、化工企业中大型空压机供电装置的能源信息管理、系统监测及仪器故障诊断领域，尤其涉及一种大型空压机供电电能质量监测与分析系统。

背景技术

目前，钢铁、化工企业中大型空压机供电装置存在大量非线性、冲击性和不平衡性的用电负荷，对供电电能质量造成了严重的干扰和污染。谐波、三相不对称、电压波动和闪变等电能质量问题正在严重增加。随着高新技术的发展，大量对电能质量非常敏感的新型电力负荷迅速发展，这对电力系统提供高质量电能的要求更加提高。因而，提供稳定可靠的系统电能监测、能源信息管理及仪器故障诊断的电能质量监测与分析系统显得尤为重要。

目前，在国内广泛采用具有简单统计功能的电压表监测电压，其虽可监测电压合格率，但还需要人工抄表，缺乏实时信息获取及整体分析能力，针对谐波、电压波动和闪变的特殊测量则更存在很大问题。

实用新型内容

为了克服现有大多数钢铁、化工企业中大型空压机供电装置电能监测系统监测信息较为单一、实时性与鲁棒性差的缺陷，本实用新型提供一种大型空压机供电电能质量监测与分析系统，该系统是以LabVIEW为平台的实时、多信息、大数据量的复杂数据采集系统。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

大型空压机供电电能质量监测与分析系统，包括至少一台监测主机、一套多种类型信号采集及调理装置和一套基于LabVIEW开发平台的监测分析单元；监测分析单元内嵌于监测主机，完成数据采集、处理、存储、报表和分析；信号采集及调理装置选用间隔扫描方式，同步跟踪现场三相电压、电流信号，并将其转化为监测分析单元可有效识别的数字信号。

上述监测主机为工业控制计算机，运行windows操作系统和LabVIEW程序编写的监测分析软件。

上述信号采集及调理装置由电压转换单元、电流转换单元、信号调理单元、数据采集单元和接口单元组成；电压转换单元和电流转换单元分别与信号调理单元连接，信号调理单元与数据采集单元连接，数据采集单元与接口单元连接。所述信号采集及调理装置通过PCI口和监测主机相连，选用间隔扫描方式，实现与监测主机的双向通信，并完成采集信息的转换与发送。

上述监测分析单元基于LabVIEW8.2图形化编程平台，由采样模块、测量模块、显示模块、存储模块、分析模块和报表模块组成，采样模块与测量模块连接，测量模块分别与显示模块、分析模块、报表模块连接，分析模块分别与显示模块、存储模块、报表模块连接，存储模块分别与显示模块、报表模块连接。所述监测分析单元监测电流、电压、功率因数三种类型信息，具有数据存储、报表、谐波分析和报警功能，具体数量和类型的选取可依据应用定制。

本实用新型的有益效果在于：大型空压机供电电能质量监测与分析系统是以电能系统三相电压、电流、功率因数、谐波分量为主要监测对象，解决钢铁、化工企业中大型空压机供电装置需求实时性、多类型、大规模数据的难点问题，构建起网络化、实时智能信息采集平台，有利于数据分析和挖掘，为故障诊断提供直观的判据；同时LabVIEW的运用，有利于系统的扩展，特别适应与电力系统的不断扩容，可减少重复投资，提高电力系统运行的经济性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型大型空压机供电电能质量监测与分析系统结构框图。

图2是本实用新型的采集及调理装置结构框图。

图3是本实用新型的监测分析单元结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，大型空压机供电电能质量监测与分析系统由监测主机、采集及调理装置和监测分析单元组成，可依据具体应用定制采集点的数量和类型，但系统至少包含一台内嵌监测分析单元的监测主机和一套采集及调理装置。

监测主机为大型空压机供电电能质量监测与分析系统的信息处理模块，选用工业控制计算机，CPU为celon1.6GHz，512M内存，80G硬盘，2个PCI通讯接口，运行windows操作系统，内嵌监测分析软件。通过PCI接口单元与采集及调理装置相连，发送控制指令，接收采集数据。

采集及调理装置提供PCI口，与监测主机相连，实现与监测主机的双向通信，并完成采集信息的转换与发送。

如图2所示，采集及调理装置为大型空压机供电电能质量监测与分析系统的信号采集、转换、传输模块，由电压转换单元、电流转换单元、信号调理单元、数据采集单元和接口单元组成。电压转换单元主要选用电压互感器；电流转换单元主要选用电流互感器；信号调理单元主要选用SCXI 1100调理卡、RC滤波电路；数据采集单元主要选用NI PCI-6040采集卡；接口单元主要采用PCI方式。

现场采样点的三相电压、电流信号经过电压、电流转换单元，转换为符合数据采集单元输入范围的有效信号，再通过信号调理单元，将信号转换、滤波后，传送于数据采集单元，转化成标准数字信号。数据采集单元采用间隔扫描方式，由通道时钟和扫描时钟分别控制通道切换间隔和扫描过程间隔，实现每个采样点三相电压、电流的实时采集，满足系统采样的需要。接口单元提供PCI口，与监测主机相连，实现与监测主机的双向通信，并完成采集信息的转换与发送。

如图3所示，监测分析单元为大型空压机供电电能质量监测与分析系统的信息综合管理模块，选用美国国家仪器公司推出的LabVIEW创新软件，基于流程图的图形化编程方式，由采样模块、测量模块、显示模块、存储模块、分析模块、报表模块组成，实现数据采集、处理、存储、报表和分析等功能。

采样模块能对多路信号同时监测分析，检测线路为三相3线方式；测量模块测量电压、电流的有效值、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电压三相不平衡度、三相电压波动率及三相电压、电流的谐波总畸变率、谐波奇次畸变率、谐波偶次畸变率、基波至50次的谐波幅值；显示模块每隔3s显示一次电压、电流、谐波等电能质量参数的实时数据和设备运行状态；存储模块将测量值按设置要求存入数据库；分析模块分析历史数据，显示电能质量在某一段时间内的状况，并显示最大值、最小值、平均值和最大值、最小值对应的时刻；报表模块对电能质量进行报表统计。

综上所述，本实用新型大型空压机供电电能质量监测与分析系统，由多监测主机、采集及调理装置和监测分析单元组成，充分利用LabVIEW的图形化编程方式和易于扩展优点，解决用户端大量非线性、冲击性用电企业需求实时性、多类型、大规模数据的难点问题，构建起网络化、实时智能信息采集平台，有利于数据分析和挖掘，为故障诊断提供直观的判据。与现有的系统相比，在信息采集的实时性、可靠性、抗干扰性、系统的成本、安装、适用范围等方面，都有很大的改进。

Claims

1.大型空压机供电电能质量监测与分析系统，其特征在于，该系统包括监测主机、信号采集及调理装置和基于LabVIEW开发平台的监测分析单元，监测分析单元内嵌于监测主机中，用于完成数据采集、处理、存储、报表和分析；信号采集及调理装置与监测分析单元连接，用于同步跟踪，实时采集，并将每个采样点的三相电压、电流信号转化为监测分析单元识别的数字信号。

2.如权利要求1所述的大型空压机供电电能质量监测与分析系统，其特征在于，所述监测主机为工业控制计算机。

3.如权利要求1所述的大型空压机供电电能质量监测与分析系统，其特征在于，所述信号采集及调理装置由电压转换单元、电流转换单元、信号调理单元、数据采集单元和接口单元组成，电压转换单元和电流转换单元分别与信号调理单元连接，信号调理单元与数据采集单元连接，数据采集单元与接口单元连接。

4.如权利要求1所述的大型空压机供电电能质量监测与分析系统，其特征在于，所述监测分析单元由采样模块、测量模块、显示模块、存储模块、分析模块和报表模块组成，采样模块与测量模块连接，测量模块分别与显示模块、分析模块、报表模块连接，分析模块分别与显示模块、存储模块、报表模块连接，存储模块分别与显示模块、报表模块连接。