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供稿︰中國工控網 2015/12/14 11:49:47

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  • 關鍵詞︰ LabVIEW 測控儀 互感器 傳遞過電壓
  • 摘要︰為了測量互感器的傳遞過電壓,本文利用傳統的方法和基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控平台的方法,分別開發互感器傳遞過電R測控儀,而通過測控平台的方法能靈活方便、可靠性高和迅速制作電力互感器傳遞過電壓試驗儀,最後給出一個現場應用的案例。

序言

 1906年,人類歷史上第一個電子管誕生;其後出現了半導體、集成電路

大規模集成電路和超大規模集成電路;而自動化設計者相應采用線路接線板、印制電路板和接插件板等部件進行設計和制作[1-3]。

1986年10月實驗室虛擬儀器工作平台Lab VIEW1.0(Laboratory VirtualInstrument Engineering Workbench)正式發布,其圖形化開發方式,改變了測試、測量和控制應用系統的開發。如今仍然在不斷地擴展它的應用領域[4-6]。

2008年,傳遞過電壓測控工作室開始學習Lab VIEW8.6,構建基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控平台;從事電力互感器傳遞過電壓測量,制作適用電流互感器、電磁式電壓互感器、電容式互感器和GIS互感器的傳遞過電壓測量裝置。2013年升級基于Lab VIEW8.6的毫微秒沖擊高電壓發生器的設計平台;從事各類沖擊波產生、控制和測量的設計及研制[7-11]。2014年升級為基于Lab VIEW8.6 的 VFTO研究平台;在實驗室研究特快瞬態過電壓VFTO產生、控制、測量和傳遞[12-13]。2014年,傳遞過電壓測控工作室升級為WAYAJ平安彩票官方网工作室。

本文僅介紹基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台(2008年版),為了比較也介紹傳統的傳遞過電壓測控系統的設計;而通過二者的比較可知,基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控平台的設計,能方便可靠快速設計制作電力互感器傳遞過電壓的試驗儀;最後給出一個現場應用的案例。

一、傳統的傳遞過電壓測控系統設計

 1) 硬件設計

    傳統的傳遞過電壓測控系統設計利用Protel99SE工具繪制傳遞過電壓測控系統電路原理圖、網絡表和印制電路板;然後組裝元件,完成傳遞過電壓測控系統的硬件組裝。最後對其組裝硬件進行調試。傳遞過電壓測控系統的原理圖圖1。

1傳遞過電壓測控系統的原理圖

2) 工藝結構設計

    傳遞過電壓測控系統的工藝結構和抗干擾綜合措施圖2。

2 傳遞過電壓測控系統的工藝結構和抗干擾綜合措施

3) 軟件設計(後面)

    傳遞過電壓測控系統的外照片如圖3。

3傳遞過電壓測控系統的外照片

二、基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台

基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台是以軟件為中心進行傳遞過電壓測控系統的設計,其基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台圖4。


4基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台

    基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台硬件︰波形發生器、NI-6501、NI-5152、TDS3012B示波器和便攜式工控計算機。

    基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台軟件︰數字沖擊測量系統V3000、波形發生器控制程序、NI-5152數字沖擊測量系統和試驗過程控制。

利用基于Lab VIEW8.6傳遞過電壓測控設計平台能搭建各種傳遞過電壓測控儀。便攜式B類沖擊波傳遞過電壓測控儀為一例圖5。

便攜式B類沖擊波傳遞過電壓測控儀

三、  基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台的功能

1) 傳遞過電壓測量

    利用Lab VIEW開發傳遞過電壓數字沖擊測量系統如圖6所示。

圖6傳遞過電壓數字沖擊測量系統

2B類沖擊沖擊波形處理

采用最小二乘法擬合,用實現;其原理如圖7所示

圖7  最小二乘法擬合原理圖

    沖擊電壓波形處理波形擬合前面板如圖8,圖中紅線為實側波形而藍線為標準定義波形。

8沖擊波形處理波形擬合前面板

3)傳遞過電壓十次測量程序

圖9傳遞過電壓十次測量前面板

4) 波形發生器控制程序

    波形發生器控制前面板如圖10

圖10波形發生器控制前面板

四、現場應用的案例

    便攜式B類沖擊波傳遞過電壓測控儀是利用基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台制作傳遞過電壓測控儀案例。該測控儀適用于氣體絕緣金屬外殼全封閉用的電壓互感器GIS),符合電壓互感器新標準GB 20840.1-2010的要求;表1和圖11。GIS用互感器傳遞過電壓試驗線路如12。現場試驗照片如圖12所示。

11標準B沖擊波波形

12   GIS用互感器傳遞過電壓試驗線路

圖13 GIS電壓互感器測量現場試驗照片

    試驗對110kVGIS電壓互感器進行傳遞過電壓測量,分別進行了單次測量和十次測量,波形如圖14和圖15。從圖14中可以看出單次測量的B沖擊波,無論波形特征,波前時間,波尾時間均符合GB 20840.1-2010要求,測得二次傳遞過電壓小于標準要求的限值1600V,因此可判斷符合要求;而圖15中是相同條件下十次測量得到的二次傳遞過電壓值,可以看出十次產生的B類沖擊波幅值在100-300V之間,波前時間810nsT1)之間,波尾時間大于100 nsT2。次重復測量的標準不確定度小于2%

圖14 GIS電壓互感器傳遞過電壓單次測量

圖15 GIS電壓互感器傳遞過電壓十次測量

五、 結論

1基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台,能制作適用電流互感器、電磁式電壓互感器、電容式互感器和GIS互感器的傳遞過電壓測量裝置,測量結果符合GB 20840.1-2010標準要求。

2基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台,能對各類不同電壓等級的互感器傳遞過電壓特性進行分析。

3基于Lab VIEW8.6的傳遞過電壓測控設計平台具有一定的擴展功能,能調用GIS內電壓互感器無源高頻電路模型,利用電磁暫態程序(EMTP)仿真。 

參 考 文 獻

[1]牛麗麗,隱波.論集成電路設計S腥 謀;イ南腫從肭熬罷雇知識經濟 2012年9期.

[2]皇青,巍.集成電路設計業的現狀與發展趨勢.軟件和信息服務 2010年12期.

[3] 向文永,陳小祝,等。集電路引線框架材料的研究狀與趨勢.材料導報 2006年03期.

[4]李力,耿曉.基于Lab VIEW的示波器參數測量模塊設計.自動化信息 2010年09期.

[5]徐富新,羅明等.基于Lab VIEW的遠程測控設計系統視頻采集的設計及實現.計機機工程與科學 2009年05期.

[6]偉,王厚.基于Lab VIEW的試驗裝置測控系統的設計及實現.鑿岩機械氣動工具 2006年02期.

[7]   王彥金,熊俊,等.傳遞過電壓測量裝置的測控軟件[J].儀器儀表學報2013

[8]王彥金,王巍。電力互感器傳遞過電壓的研究現狀[W] 中國工控網[論文].2014- 0 7-06

[9]  王彥金,王巍.GIS電壓互感器傳遞過電壓試驗研究 .中國工控網[論文].2014- 06- 09.

[10]  王彥金,王巍.電容式電壓互感器傳遞過電壓測量試驗研究 .中國工控網[論文].2014- 08- 02.

[11] 王彥金,王巍. 高電壓毫微秒沖擊電壓發生器的設計.中國工控網[論文].2014- 08- 31.

[12]陳昱同,重遠.GIS內電壓互感器無源高頻電路模型建立方法研究.華北電力大學碩士學位論文 2007年12

[13]馬仁明.電磁暫態過程計算程序—EMT簡介.高電壓技術 1985年03期.






















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