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一、產(chǎn)品簡介

1、電能質(zhì)量概述

近年來，隨著我國電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模日益擴(kuò)大，以往電能緊缺的問題已經(jīng)逐步解決，但與此同時，有關(guān)電能質(zhì)量的問題卻日益緊迫地?cái)[在了我們的面前。電能質(zhì)量的問題成為了現(xiàn)在電力行業(yè)面臨的最為緊迫的課題。

隨著電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用和電弧爐等沖擊負(fù)荷以及電力機(jī)車等拖動負(fù)荷的日益增多，對于電力行業(yè)來說，要保持滿足用戶要求的電能質(zhì)量變得越來越困難。電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上帶來了一系列方便和效益的同時，也使電網(wǎng)諧波的含量大量增加。電網(wǎng)諧波污染的日益嚴(yán)重，導(dǎo)致了電氣設(shè)備的壽命縮短，網(wǎng)損加大，增加了電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性，使繼電保護(hù)和自動裝置不能正常動作或操作，導(dǎo)致儀表指示和電度計(jì)量不準(zhǔn)以及計(jì)算機(jī)和通信受干擾等一系列重要問題。電弧爐等大功率沖擊負(fù)荷除了會造成嚴(yán)重的諧波污染之外，還是電壓波動和閃變的重要原因。電力機(jī)車等大功率的牽引負(fù)荷會造成三相不平衡。

有關(guān)電能質(zhì)量問題的研究已經(jīng)引起了各國電力工作者的高度重視。我國開始對電能質(zhì)量的研究的時間不長，但也取得了一定的進(jìn)展，正在向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。國家技術(shù)監(jiān)督局相繼頒布了涉及電能質(zhì)量八個方面的國家標(biāo)準(zhǔn)：

《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》                                GB/T14549－1993；

《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》                                   GB/T 12326－2008；

《電能質(zhì)量三相電壓不平衡度》                   GB/T15543－2008；

《電能質(zhì)量供電電壓偏差》                             GB/T12325－2008；

《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》                     GB/T15945－2008；

《電能質(zhì)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》                    GB/T18481－2001；

《電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求》                         GB/T 19862－2016；

《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》                                   GB/T24337－2009。

要解決面臨的電能質(zhì)量問題，就離不開對電網(wǎng)電能質(zhì)量參量的監(jiān)測。電能質(zhì)量監(jiān)測分為非在線監(jiān)測和在線監(jiān)測兩種方式，非在線監(jiān)測采用便攜式測試儀，不定期對所關(guān)注的某些點(diǎn)進(jìn)行測試，這種方式投資小、較靈活，但存在明顯的局限性，如：實(shí)時性不強(qiáng)、監(jiān)測指標(biāo)少、缺乏決策判斷的依據(jù)、工作量大、效率低等。

當(dāng)人們認(rèn)識到了這一點(diǎn)后，開始試行在線監(jiān)測方式，當(dāng)然，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也使在線監(jiān)測技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能。

在1993年至1995年間，美國電力研究院EPRI（The Electric Power Research Institute）針對全美24種不同供電企業(yè)的277個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)分析，研究系統(tǒng)性能如何監(jiān)測、特殊的電能質(zhì)量問題如何監(jiān)測、為提高供電的服務(wù)質(zhì)量如何監(jiān)測等等，這個研究成果成為美國開展電能質(zhì)量監(jiān)測的指導(dǎo)方針。隨后，EPRI又針對不同的數(shù)據(jù)采集源研究制定電能質(zhì)量數(shù)據(jù)交換格式PQDIF（POWER QUALITY DATA INTERCHANGE FOMAT），該格式被IEEE采納并將其作為標(biāo)準(zhǔn)來制定，目前，某些制造廠家已采用了這種PQDIF標(biāo)準(zhǔn)格式。

相比較而言，國外的監(jiān)測設(shè)備以及電能質(zhì)量管理技術(shù)要領(lǐng)先于國內(nèi)。隨著電力行業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行管理的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化和智能化，通訊網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)技術(shù)的日益成熟發(fā)展和普及，出現(xiàn)了三網(wǎng)合一的趨勢。功能單一的電力系統(tǒng)測量儀表已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化電能管理的需要。因此開發(fā)一種新型的、通用性好、應(yīng)用范圍廣的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，集測量和通訊等功能于一體，能有效的進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測，對于保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性都具有重要的意義。

2、監(jiān)測裝置的特點(diǎn)

我公司研制的PQ-F310S電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，ARM加DSP數(shù)據(jù)采集板模式， DSP具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力用來完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸，核心硬件處于國內(nèi)先進(jìn)水平。

ARM用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、顯示、存儲、按鍵、通訊。采用LINUX嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件平臺，全部軟件采用C++ 高級語言編程，保證了系統(tǒng)的高可靠性和高移植性。

DSP數(shù)據(jù)采集部分采用同步采樣的16位高速A/D轉(zhuǎn)換器，采集精度高，實(shí)測精度達(dá)到電能質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)A級的要求；

大容量的存儲空間，滿足電能質(zhì)量監(jiān)測裝置對數(shù)據(jù)存儲的要求，可保存三個月以上的歷史數(shù)據(jù)掉電不丟失。

采用了硬件鎖相環(huán)技術(shù)，頻率自動跟蹤，防止了在電力系統(tǒng)頻率變化時對監(jiān)測指標(biāo)的影響，防止了頻率“泄漏”。

強(qiáng)大的通訊接口，裝置配置了工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率高達(dá)100Mbps，還配置有RS485、USB通訊接口，可選擇多種通訊方式與遠(yuǎn)方管理中心交互數(shù)據(jù)；

核心硬件采用四層印刷電路板（PCB）工藝和SMT工藝，硬件可靠性和電磁兼容能力達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，達(dá)到了國標(biāo)對電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的EMC的要求。

在監(jiān)測功能方面，裝置除具有常規(guī)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的監(jiān)測外，還對電能質(zhì)量的暫態(tài)擾動，主要是電壓的驟升、驟降進(jìn)行監(jiān)測和記錄，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

3、監(jiān)測裝置的主要功能

基本監(jiān)測指標(biāo)：

電網(wǎng)頻率、三相基波電壓、電流有效值，基波有功功率、無功功率、功率因數(shù)、相位等；

電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負(fù)序電壓、電流；

諧波（2～65次）：包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位。

高級監(jiān)測指標(biāo)：

間諧波、電壓波動、閃變，電壓驟升、驟降、短時中斷、暫時過電壓。

顯示功能：

裝置面板上帶有大屏幕彩色LCD顯示屏，實(shí)時顯示電能質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)的數(shù)據(jù)。

設(shè)置功能：可對裝置基本參數(shù)、越限參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、修改和查看，并設(shè)有密碼保護(hù)。

記錄存儲功能：

裝置內(nèi)置TF卡，可對基本監(jiān)測指標(biāo)和高級監(jiān)測指標(biāo)實(shí)時保存，實(shí)時數(shù)據(jù)在裝置上最長保存時間為三個月，之后按“先進(jìn)先出”原則更新。

統(tǒng)計(jì)功能：

裝置具有對主要監(jiān)測指標(biāo)的在線統(tǒng)計(jì)功能，可統(tǒng)計(jì)分鐘內(nèi)監(jiān)測指標(biāo)的瞬時值/三秒平均值(需要設(shè)置選擇)。

通訊功能：

裝置提供多種通訊接口方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸或定時提取存儲記錄，可通過工業(yè)以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)方電能質(zhì)量管理中心通訊，也可通過RS232C/RS485接口，以GPRS方式（定制）與遠(yuǎn)方通訊。

對時功能：

監(jiān)測裝置具備網(wǎng)絡(luò)對時功能，可保持與遠(yuǎn)方管理中心的時鐘一致。同時具備B碼對時功能，保證裝置時鐘的準(zhǔn)確性。

事件觸發(fā)錄波功能：

可根據(jù)客戶要求設(shè)定事件觸發(fā)條件（手動或自動），記錄事件觸發(fā)前、后實(shí)時數(shù)據(jù)并保存，并保存有事件日志以供查詢。