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基于LabVIEW的电能质量监测与分析系统

作　者: 巢勇
导　师: 姜长泓
学　校: 长春工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电能质量 Lab VIEW LabSQL 数据库
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文选题来源于鞍钢集团矿业公司大孤山选矿厂《能源信息管理系统》项目。在大孤山选矿厂破碎生产工艺过程中,由于破碎机三相负载不平衡及谐波电压或电流增加旋转电机的铜损、铁损,造成破碎车间电量功率因数低,消耗电力系统的无功储备,增加输电线损耗,缩短了电机的使用寿命,因此实时监测、准确分析电能质量参数对工业生产有很好的指导意义。电能质量的测试分析和治理工作国外很早就开始进行,电能质量监测仪器已经安装到各供电点。大面积的安装使用电能质量监测系统,能够有效的进行电能质量的分析和诊断。而国内普遍使用的电能质量测量仪器在实时性、精度和可操作性方面满足不了用户的需要。电能质量在实现了在线监测、实时分析的基础上,正向网络化、信息化、标准化和智能化的方向发展完善。本文以电能质量标准为基础,对大孤山选矿厂供电系统电能质量进行分析,研究了供电系统在破碎工艺生产过程中存在的主要问题,设计基于LabVIEW的电能质量监测与分析系统。本系统监测破碎高压室、筛分电磁站、中细破电磁站、破碎粉矿仓电磁站进线柜和重要设备的电能质量参数,信号通过RS-485总线传送给计算机。软件以LabVIEW为平台,建立友好的人机界面,通过对测量参数的设定,有效地监测破碎工艺生产过程中电能质量参数,根据测量的电能质量各个参数的数据了解整个网络的电能质量情况。本方案可以根据工作的实际需要实现对监测特定的节点的实时监测与分析,科学指导生产,及时进行无功补偿,减少不必要的损失。本系统监测与分析的对象是母线、变压器和重要设备的电能质量参数,分为两个部分。第一部分负责采集数据、分析统计数据、显示数据、越限的参数报警、无功补偿和传输数据；第二部分将数据存储到数据库中,根据已有的数据对破碎工艺生产过程中电能质量进行分析,研究整个网络的电能质量情况。电能质量参数的信号使用电压互感器、电流互感器和相应的传感器,通过总线传输给计算机。计算机根据电能质量标准对信号进行分析,通过人机界面显示供电母线、变压器和重要设备的电能质量参数,对越限的信号进行报警,对需要无功补偿的线路提供原始数据。这样提高了大孤山选矿厂破碎生产的科学性,有效的提高了用电效率。通过软件模拟表明,本系统可以对电能质量参数进行有效的监测与分析,节能率可达10%左右,显著提高了能源利用率。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
第一章 引言  8-16
  1.1 课题研究的背景  8
  1.2 课题研究的意义  8-10
  1.3 国内外电能质量监测技术研究现状  10-11
  1.4 电能质量标准  11-13
    1.4.1 概述  11
    1.4.2 供电电压  11-12
    1.4.3 谐波  12
    1.4.4 三相不平衡度  12-13
  1.5 软件开发平台  13-15
    1.5.1 虚拟仪器的概念  13
    1.5.2 虚拟仪器结构  13-15
  1.6 本文的工作  15
  1.7 本章小结  15-16
第二章 电能质量监测与分析系统设计中的关键问题  16-22
  2.1 谐波分析方法  16-17
  2.2 采样频率  17-18
  2.3 混叠现象  18-19
  2.4 窗函数的选择  19-20
  2.5 本章小结  20-22
第三章 系统设计与实现  22-34
  3.1 硬件设计  22-25
    3.1.1 典型的数据采集系统  22
    3.1.2 典型检测系统的组成  22-23
    3.1.3 硬件的选取  23-25
  3.2 软件部分的实现  25-33
    3.2.1 系统界面  25-27
    3.2.2 数据采集  27-28
    3.2.3 数据处理  28-30
    3.2.4 数据存储  30
    3.2.5 数据分析  30-32
    3.2.6数据报表  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第四章 电能质量监测与分析系统数据库设计  34-40
  4.1 数据库的选择  34
  4.2 数据库结构  34-35
  4.3 LabSQL  35-39
    4.3.1 Microsoft ADO  35-36
    4.3.2 基本的sQL语句  36-37
    4.3.3 LabSQL的安装和配置  37-38
    4.3.4 LabSQL的基本vis  38-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章 电能质量监测与分析系统应用  40-49
  5.1负载功率因数与母线功率因数  40-43
    5.1.1 理论推导  41-42
    5.1.2 计算实例  42-43
  5.2 破碎机最优化运行  43-45
  5.3 变压器的优化运行  45-48
    5.3.1 变压器的定量计算  45-46
    5.3.2 中细破电磁站、筛分和粉矿仓变压器的分析  46-48
  5.4 本章小结  48-49
结论  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-54
附录  54-58
作者简介  58
攻读硕士学位期间研究成果  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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