無線通信的電能質量監測范文

本站小編為你精心準備了無線通信的電能質量監測參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1監測系統硬件配置

基于無線通信的電能質量監測系統結構如圖1所示．該系統的結構由監測終端和監測主站兩部分組成，包括近距點監測和遠距點監測兩種類型監測點．其中，近距離監測點采用標準的RS485通訊電纜實現采集數據和主站控制命令的傳輸；遠距監測點采用無線通信模塊實現采集數據和監測主站控制命令的遠程傳輸管理．監測終端采用多功能綜合電能質量測試儀表，用于采集配電變壓器的各種電力參數．該電表可測量電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、線路頻率、電能、諧波量等多種電量參數，且帶有RS485輸出，采用國際標準Modbus通訊協議．監測點與智能電表間的硬件接線如圖2所示。為了實現系統遠距點的數據采集和傳輸功能，本文采用了SM5X系列工業級無線通信模塊，帶有RS485接口，可實時收發通信，傳輸距離大于6000m．通過SM5X系列無線通信模塊將所采集的數據傳送給監測主站．同時，也可以接收由監測主站發送的控制命令，實現監測范圍內的無線數據傳輸．監測主站的功能是根據國家標準對配電網供電質量的要求，實時地將無線通信模塊發送來的各配變電監測終端所采集的數據進行統計、記錄、分析、計算與處理．同時，通過無線通信模塊將監測主站的監測命令發送給各配變電監測終端，包括數據采集、遠程控制等．

2監測系統軟件開發

2．1軟件設計在本系統中，每個監測點可監測的電能質量參數有各相、線的電壓值、電流值、電壓諧波量、電流諧波量、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、累計有功電量、累計無功電量等．所有被監測數據都需實時傳送給監測主站計算機．系統軟件設計采用模塊化設計思路，采用RS485串口通訊模式，使用VB6．0高級面向對象語言編寫，包括系統管理、數據采集顯示、數據記錄與分析、歷史數據查詢、報表打印和實時監控報警等模塊，實現數據的實時采集、處理、分析（諧波診斷）、顯示、記錄和選擇打印．由于本系統主要面向于配電網電能質量的監測，可忽略瞬時、突變的諧波污染．因此，日均記錄數據量不大．故本文中數據的記錄、查詢、生成報表打印等都采用了較為簡便的方法，通過VB6．0調用MicrosoftExcel實現．監測主站系統軟件設計流程圖如圖3所示．

2．2軟件實現多功能綜合電量測試電表采用Modbus通信協議進行通訊．該協議定義了兩種不同的傳輸模式：ASCII模式和遠程測控終端系統（RemoteTer－minalUnit，RTU）模式．電表支持RTU模式，該模式以十六進制形式傳送和接收數據，其發送、接收數據幀格式見表1．軟件編程采用觸發MSCommOnComm事件方式實現數據的采集，其主流程圖如圖4所示．文中以某一電表對應的軟件流程為例進行說明．系統啟動后，首先進行系統初始化．若初始化不成功，則發出報警信號；反之，則確認是否下達數據采集指令．在確認數據采集指令后，創建Excel并打開Excel工作簿，之后打開、激活Excel工作表．完成Excel工作表初始化后，由定時器定時發送數據采集請求．當串口接收緩存區中數據長度滿足要求時，串口發生中斷，系統進行數據采集、處理、顯示和記錄；若條件不滿足，則表示未能采集到數據或設備通信故障，再次發送數據采集請求等待串口接收數據．若連續五次以上采集數據不成功，即（a＞5），則報警提示系統或設備通信故障。

3系統試驗與應用實踐

本文設計的電能質量在線監測系統在實驗樓內進行試驗，驗證了它的可靠性．測試軟件子界面如圖5所示．試驗結果表明樓內電壓諧波量平均值為2．3％，電流平均值為5％，最高達到7．9％．這是因為樓內實驗室中加入了很多電力電子等儀器和設備，使得整棟樓內的諧波偏高，但保持在標準值范圍內．目前，該電能質量在線監測系統已成功應用于某大型煉銅廠．由于煉銅工業引入了大型的三相半波可控整流帶電解池負載，產生了大量高次諧波，惡化了電能質量，對電力系統產生了不可忽視的影響．供電局要求加載無功補償裝置以減少諧波的影響，并提供可靠的實際電力運行數據作為有效證明．因此，本文提出了電能質量監測系統．該煉銅廠有3個高低壓配電室共5組監測點，如圖6所示．其中3組遠距監測點，2組近距監測點．電流傳感器CT和電壓傳感器PT的變比均依待測點電網參數選取．部分運行參數見表2．經長時間的實踐運行，積累的歷史數據表明，該煉銅廠電壓諧波量達到18％左右，電流諧波竟高達60％左右．這是由于該煉鐵廠使用大功率整流裝置進行煉銅所致．截至目前，該系統尚未出現軟件和硬件方面的問題，說明本系統可以滿足長時間不死機、不軟件重啟等要求，具有高度穩定性．

4結論

本文設計的無線傳輸電能質量監測系統，可對工業生產過程中的電能質量進行有效的監測與諧波診斷，并已成功應用于煉銅工業領域，理論上可在6000m內對電網運行中的相關數據進行可靠通信傳輸和數據采集，性能穩定．隨著工業的發展，實時監測電能質量，及時掌握電能質量狀況，才能更充分的掌握各種電能質量指標超標造成的問題，及時分析供、用電設備中異常和事故，做到診斷正確、處理及時、并有防范措施．因此，該系統具備良好的推廣前景．

作者：任晶鼎王琪畢雪芹單位：西安工業大學電子信息工程學院