Практическая ценность результатов магистерской работы состоит в создании комплекса программ, обеспечивающий автоматизацию исследований и экспериментальных испытаний элементов электрических систем.

        ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» устанавливает показатели и нормы качества электроэнергии в электри-ческих сетях систем электроснабжения и методику определения показателей [3]. Среди 17 показателей качества 8 являются основными. Определение показателей качества является технически сложной задачей, которая реализуется, как правило, с помощью специализированных измерительных приборов и систем. С использованием устройства сбора данных USB-6009 и программной среды LabVIEW была разработана измерительная система для определения основных показателей качества электрической энергии.

        Определение каждого из показателей реализуется с помощью виртуального прибора, вы-полняющего функции измерения, обработки соответствующего параметра и индикации результата. В измерительной системе реализовано определение следующих показателей качества электрической энергии.

        Для определения соответствия отклонения напряжения нормам ГОСТа производится из-мерение действующих значений междуфазных напряжений основной частоты.

        Вычисляется действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты U_l(l)i, по формуле

        (1)

        После усредненияU_l(l)i вычисляется значение установившегося отклонения напряжения dU_y в процентах по формуле 2, которое и сравнивается с нормативным значением

dU_y=        (2)

        Блок-диаграмма и лицевая панель прибора приведены на рис.1.

        Ввод и измерение амплитуды сигнала в приборе "Колебания напряжения" аналогичен прибору "Отклонение напряжения". Измеряются значения амплитуд напряжений и их значения записываются в массив (рис.2). На график (рис.3) выводится огибающая действующих значений напряжения основной частоты. Выполняется подпрограмма для поиска экстрему-мов огибающей действующих значений напряжения основной частоты.

        

        Вычисляется размах изменения напряжения dUt в процентах и частота повторения изменений напряжения FdUt, при периодических колебаниях напряжения. Время t задается перед началом программы и составляет 10 минут в соответствии с ГОСТ 13109-97.

        На график (рис.3) выводятся кривые, заданные ГОСТом, и значения dUt / FdUt .

        Значение колебаний напряжения находятся в пределах нормы, если измеренные значения dUt / FdUt располагаются ниже кривых, заданных ГОСТом.

        

        

        Измеряются амплитуды высших гармоник (рис.4). В рассматриваемом случае это 3 гармоника, но можно выбирать номер гармоники, изменяя настройки фильтра. Затем производится вычисление значения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения KU_(n)i в процентах, как результат i-го наблюдения.

        Результаты вычислений заносятся в массив. Измерения повторяются через заданное время (в рассматриваемом случае через 0,33 секунды, так как нужно произвести не менее 9 измерений в течение 3 секунд), до тех пор, пока не будет произведено нужное количество измерений. Производится усреднение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения и его значение выводится на индикатор.

        

        В конце программы происходит сравнение результатов измерения с нормативными значениями и, в зависимости от результатов сравнения, происходит или не происходит срабатывание индикатора "Uab не в норме" (рис.5).

        

        Производится вычисление действующего значения напряжения прямой последовательности основной частоты Ul(l)i (рис.6). Вычисляются действующие значения напряжения обратной последовательности основной частоты U2(1)i. Производится вычисление коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности К2Ui в процентах в результате i-го наблюдения. Результаты измерений заносятся в массив. Производится 9 измерений. Вычисляется значение коэффициента несимметрии напряже-ний по обратной последовательности К2U в процентах.

        Проводится сравнение результатов измерения с нормативными значениями и, в зависимости от результатов сравнения, происходит или не происходит срабатывание индикатора "Выше нормально допустимого" или "Выше предельно допустимого" (рис.6).

        

        Измерения частоты производятся через заданное время (1,33 секунды) до тех пор, пока не будет произведено 15 измерений. Затем находится сумма значений fi, вычисляется усреднен-ное значение частоты fy и значение отклонения частоты Df (рис.7).

        

        Измеряется амплитуда напряжения и определяется начало и конец провала, если таковой произошел в сети (рис.8). Определяется напряжение максимального провала и вычисляется максимальная глубина провала напряжения dUп в процентах. Измерения повторяются снова и результаты вычислений записываются в массив.

        Подпрограмма проверяет соответствие длительностей провала нормативному значению. Если длительность максимального провала превышает 30 с, то производится индикация "Недопустимый провал". Это означает, что длительность максимального провала не соответствует нормам.

        Измеряется амплитуда напряжения и определяется начало и конец импульса, если таковой произошел в сети, а также величина амплитуды и длительности импульсов (рис.9).

        Производятся необходимые вычисления и их результаты записываются в массив. Подпрограмма проверяет соответствие амплитуды импульса нормативному значению. В этом случае срабатывает или не срабатывает индикатор "Недопустимый импульс".

        

        

        При превышении напряжения уровня, равного 1.1Uном, организуется задержка времени на 0,04 секунды, предназначенная для исключения влияния коммутационного импульса на значение коэффициента временного перенапряжения (рис.10).

        Определяется начало и конец перенапряжения, если таковое произошло в сети, а также определяется напряжение максимального перенапряжения и вычисляется максимальная величина перенапряжения K_пер U.

        Измерения повторяются снова, результаты вычислений записываются в массив. Если длительность перенапряжения и значение коэффициента временного перенапряже-ния не попадает в нормированные интервалы, то производится индикация "Недопустимое перенапряжение". Это означает, что максимальная длительность перенапряжения не соответствует нормам (рис.11).

        

        

        Измерительная система состоит из персонального компьютера, блока согласования и измерения на основе устройства сбора данных USB-6009 и набора токовых клещей (ТА1-ТА4) (рис.12).

        Гальваническая развязка с сетью осуществляется по фазам при помощи трансформаторов TV1-TV3. Исследуемая система напряжений подается через разъем ХР9. Соединение с компьютером осуществляется через USB порт.

        

Литература