配电电能质量检测装置设计

1. 电能质量在线监测装置

主要作用

了解供电系统的电压、功率、功率因数、电压畸变率、电流畸变率等参数的实时情况，了解供电质量，及时了解电网出现的异常情况，及其出现的频率，为找到问题的根源提供依据。广泛适用于220KV、110KV、35KV、10KV、6KV和380V变电站所、光伏变电站、电厂及用电大户。

主要特点

安全可靠：电压输入采用高电压隔离模块,电流输入采用高精度电流变器使输入信号和测量系统安全隔离。大大提高了仪器的抗干扰能力。

测试参数多：用来检测系统频率、电网谐波、三相电压不平衡度、电压波动与闪变、电压偏差、电压基波有效值和真有效值、电流基波有效值和真有效值、基波有功功率、基波视在功率、2-63次谐波、真功率因数等全部电能质量五大国标规定的参数。

精度高：符合国标A级仪器要求。对谐波、三相不平衡度、闪变和波动均采用基准算法，无近似计算，采用高精度A/D（16 位），同时采样，采集速率12.8 kHz。

通讯和多通道测试：通讯接口支持RS-232和485，并且电能质量监测装置通具有测试通道多，配置灵活，最多可测量8路3相电压信号和8路3相电流信号。

大容量存储：内置512M内存，以5分钟为单位存储数据，每通道可以连续存储4个月的历史数据。

主要功能

1、可实时监测系统频率值。

2、可实时监测电压电流基波有效值、真有效值、基波功率及真功率值。

3、可实时监测电压电流谐波及间谐波含有率、含有量、谐波总畸变率THD值、谐波功率值；谐波监测次数2~63次，间谐波监测分辨率达5Hz，可同时支持不少于16个间谐波监测点。

4、可实时监测电压、电流三相不平衡度。

5、可实时监测电压波动、短时间电压闪变Pst和长时间电压闪变Plt值。

6、可实时监测电压骤降、骤升、短时中断事件。

主要指标

1、测量范围：45～55Hz。

2、测量误差: ≤0.02Hz。

3、输入电压量程：AC10～120V或AC10～400V。

4、输入电流量程：5A或1A（订货时须注明）。

5、基波电压和电流幅值：基波电压允许误差≤0.5％F.S.。

6、基波电压和电流之间相位差的测量误差：≤0.5°。

7、谐波电压含有率测量误差：≤0.1％。

8、谐波电流含有率测量误差：≤0.2％。

9、三相电压不平衡度误差：≤0.2％。

10、三相电流不平衡度：≤1%。

11、电压偏差误差：≤0.2％。

12、电压变动误差：≤0.2％。

13、功率偏差：≤5％。

14、闪变误差：≤5％。

2. 单片机电能检测仪表的设计

1、你的这个复题目很大，具体制设计有许多细节问题，如不能处理好，没有多大的实用价值。
2、建议专业测量部分采购专业模块，其余部分自己通过软件实现，这样，工作量可以最小，人机界面也可以比较灵活，这也是常说的虚拟仪器的思路。
3、建议采用AnyWay宽带功率调理模块，具体型号选择SP104502AA，在600mV~120V，30mA~6A范围之内，电压、电流的真有效值，基波有效值的测量精度可达读数的0.05%，在功率因数大于0.2时，有功功率的精度可达0.1%。
4、AnyWay宽带功率调理模块适应任意信号测试，这样，你说的精密交直流转换电路也就不需要了。
5、AnyWay宽带功率调理模块直接输出数字信号，你说的电压、频率转换电路也不需要了。
6、通过通讯接口将数据上传至上位机，用软件设计人机界面，那么，数码管显示、记录、调节、报警等功能不要附加装置可直接软件实现。
7、除了满足您的需要之外，还可具备实时波形、谐波分析、电能质量分析、多路结合使用等等功能。
详细请参见湖南银河电气有限公司官网“变频测试产品”专栏。

3. 电能质量在线监测装置有哪些功能

电能质量在线监测仪实现电能质量参数测量，该设备安装在供电系统变电站版、用户站、及铁权路牵引站，监测供电线路电能质量否符合国家标准及对用户进行电能质量考核的专业在线监测设备，并在参数超标时输出报警信号。分布在各监测点PQ-2000L通过通讯网与电能质量监督管理中心主机构成电能质量监督管理网络，以实现区域内电能质量监测、管理与控制的要求。
设备采集模块采用TI公司的TMS320F2812，32位DSP数字处理器，主频高达150M,外扩内存512K,保证数据采集处理的准确性和稳定性，四层电路板设计，提高了系统稳定性和抗干扰能力。
测量功能
1、电流真有效值、基波有效值、2～63次谐波有效值；
2、电压2～63次谐波的含有率、总畸变率；
3、功率因数、相移功率因数；
4、基波视在功率、基波有功功率、基波无功功率、
5、电压偏差；
6、三相电压不平衡度、正序、负序、零序；
7、电网频率；
8、电压波动与闪变值（长期闪变值（Plt）、短期闪变值（Pst））。
9、电压骤升、骤降、短时中断
10、间谐波功能测量
11、电能质量超标波形记录。

4. 关于电能质量检测装置(或者电能质量)的国内外发展现状

在西方发达国家，电能质量问题早已被当作电力系统面临的重要问题，各国均在加强电能质量问题的研究。已得到不少的理论成果，并提出一系列的综合的监测控制和管理的方法。国际上对电能质量的研究，可以追溯到上世纪的80年代电磁兼容学科EMC的兴起。出于这种长期对电能质量的重视和科技水平的整体优势，他们在电能质量监测装置的研制上水平较高，市场占有率也很高。目前，国外电能质量的研究主要集中以下几点：
1.暂态电能质量问题
2.短持续时间电能质量问题
3.长持续时间电能质量问题
4.三项电压不平衡
5.波形畸变
6.电压波动和闪动
7.频率变化
我国的电力供应一直比较紧张，人们的关注的焦点主要集中在电力供应量上，对电能质量的关心不多，通常只对电压及频率两个指标进行监测。进行大规模的电网改造之前，我国的网架十分的薄弱，电力系统的自动化水平十分低。随着电力供应紧张状态的缓解，电能质量的日益恶化和用户对电能质量要求的不断提高，这个问题也引发了各级电力部门的重视。国家也颁布了国家标准，主要依靠供电企业的来保证，但是，目前的的控制的方法主要依靠对供电电压的调整。
我国的电能质量检测还处于初级阶段，我国的质量检测的研究方向主要有以下几点：
1.电压波动和闪变
2.供电电压允许偏差
3.公用电网谐波
4.三项电压允许的不平衡度
5.电力系统频率允许偏差
6.暂态过电压和瞬态过电压从我国电力系统目前的发展水平后和保护供电双方权益的角度看，这些标准时比较现实和易于操作的。但随着国际贸易的发展和各国间技术交流的需要，标准的国际化趋势是不可避免的。技术的发展，新情况的出现，国际标准的变化，使得我国电力工作者不仅需要对现有的6项标准进行进一步的完善和修改，还要根据实际情况研究制定其他的标准。

5. 国家要求电能质量监测装置要满足哪些测量标准

EC61000-4-30A 级标准， EC61000-4-15闪变测量方法，EC61000-4-7谐波测量方法；
GB/T 15945-2008 电能质量电力系统回频率偏差；
GB/T 12326-2008 电能质量电压答波动和闪变 ；
GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波 ；
GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡。

6. 跪求黑龙江08年电子设计大赛D题(也是2010浙江电子设计大赛c题）电能质量监测装置的资料，报告等。越多越好

一．任务

设计一个前置放大电路，使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性。电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节，采用单端输入单端输出方式实现信号变换，电路方框如图A-1所示。

二．要求

2．1 基本要求

（1）输入阻抗：直流输入阻抗50Ω和1MΩ可选，允许误差2%。

（2）输入过载能力：50Ω阻抗可承受5V输入过载，1MΩ阻抗可承受36V输入过载，过载时间不低于1分钟。

（3）直流零点：输入短路时，电路输出直流电压偏离零点在2mV范围内。

（4）大信号1倍放大宽带特性：输入峰值为1V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～10MHz，在1MΩ输入阻抗条件下测试，示波器监视无明显失真。

（5）大信号衰减10倍带宽特性：输入峰值为5V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～10MHz，在1MΩ输入阻抗条件下测试，示波器监视无明显失真。

(6) 用单片机和显示装置显示输入信号频率。

2．2发挥部分

（1）10倍放大带宽特性：输入峰值为0.1V的正弦信号，放大10倍，电路的工作带宽为DC～10MHz，示波器监视无明显失真。

（2）大信号1倍放大扩展宽带特性：输入峰值为1V的正弦信号，电路的工作带宽为DC～35MHz。

（3）输入峰值为0.1V正弦，设置衰减10倍，再放大10倍，电路工作带宽为DC～35MHz，输出信号的幅度过冲可控制在理论输出值的10%内。

（4）在（2）的条件下，输出阻抗尽可能小。

（5）特色创新。

三、说明

1．该电路要求选用三个以上TI公司的器件（单片机和模拟器件）。

2．基本部分在放大电路负载开路的条件下测试。发挥部分在放大电路带1kΩ电阻负载下测试。

3．有源放大电路采用正负5V电源，电源可由外部直接提供。

4．状态的选择可由手动开关实现，禁止输入输出端直通短接。

5．电路中设置有必要的测试点。

四．评分标准

内容
得分

设计报告
20分

基本部分
50分

发挥部分

50分

运水机器人（B题）

【本科组】

一．任务

如图B-1所示,有A、B、C三个区，A区为给水区，有给水装置（简称A容器），B区为输送线路，C区为存水区，有存水装置（简称C容器）。

在比赛开始时A容器装一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B区有一条黑色引导线，引导线两端有两条与引导线垂直的黑色边界线，线宽不大于20mm；其尺寸如图B-2所示。C容器的形状、容量及放置方式在固定底板上自定，口径不得大于100mm，比赛开始把C容器清空。

设计一套自动送水机器人系统，由送水机器人（以下简称小车）将水从A区通过B区运至C区。该系统包括A区的自动（或手动）给水装置；往返于A、C区之间的小车； C区存水装置；固定底板。

图B-1 参考图（单位：mm）

图B-2 线路图（单位：mm）

二．要求

2．1 基本要求

（1） 小车能完成运水和自动贮水功能。

（2）小车可显示运水量和运水时间。

（3）小车上的贮水器水溢出时有自动报警功能。

（4）在1分钟内运送尽可能多的水。

（5）小车及安放的运水容器总垂直高度不得超过300mm，小车上的储水装置容量小于等于600ml,口径小于100mm。小车所载的水卸到C容器采用自动贮水。

2．2 发挥部分

（1）A区给水采用自动方式完成。

（2）小车在1分钟内完成100ml定量自动取水、送水和贮水，误差＜5%。

（3）小车在尽可能短的时间内，完成1000ml自动取水，送水和贮水，误差＜5%。

（4） 小车在1分钟内运送100ml水时必须绕过D障碍物（放置在B区，距黑色引导线5cm 的任意一点，直径为5cm，高度10cm的黑色园柱体）。

（5）其它特色与创新。

三、说明

小车运行过程中不得人工参与，小车要自备电源，不得有任何外部引线。

四．评分标准

内容
得分

设计报告
20分

基本部分
50分

发挥部分
50分

24V交流单相在线式不间断电源(D题)

【本科组】

一．任务

设计并制作输出电压为24VAC在线式不间断电源，结构框图如图D-1所示。

图D-1

二．要求：

2.1 基本要求

（1）在交流供电U1=36VAC和直流供电U3=36VDC两种情况下，保证输出电压U2=24VAC，且保证其频率为50±1Hz，额定输出电流1A；

（2）切断交流电源后，在输出满载情况下工作时间不少于30秒钟；

（3）交流供电时，电源达到以下要求：

1）电压调整率：满载条件下，U1从29VAC增加至43VAC，U2变化不超过5%；

2） 负载调整率：U1=36VAC、U2=24VAC，从空载到满载，U2变化不超过5%；

（4）蓄电池供电时，满载条件下，效率不低于65%（）；

（5）具有输出短路保护功能。

2.2 发挥部分

（1）交流供电时，将电压调整率提高至2%，条件同基本部分。

（2）蓄电池供电时，在满载条件下，将效率提高至80%。

（3）满载条件下，输出为正弦波，失真度不大于5%。

（4）具有给蓄电池充电功能，充电电流不小于0.1A，充电电路对蓄电池不能过充。

（5）具有欠压保护功能：当蓄电池的放电电压≤29V时整机自动保护停止工作。

（6）其他。

三、说明

1．不得采用DC-DC、DC-AC等电源模块，不得使用不间断电源产品改制。

2．注意作品制作工艺，留出测试端口。

四．评分标准

内容
得分

设计报告
20分

基本部分
50分

发挥部分
50分

医院病床输液监控系统（E题）

【本科组】

一. 任务

设计并制作一套用于医院病床的输液监控系统，它由护士站主机和病房输液监控器两部分组成，输液装置和系统结构如图E-1，图E-2所示。

图E-1. 病床电控输液装置

图E-2. 住院病房输液监控系统

二．要求

2．1 基本要求

（1）病床输液监控器具有站号和点滴速度等参数的输入设定功能，在显示器上能同时显示站号、设定点滴速度和当前实际点滴速度。

（2）在漏斗处检测点滴速度，并能动态显示点滴速度（滴/分）。

（3）通过改变h2控制点滴速度，点滴速度设定范围为50～120（滴/分），控制误差范围为设定值±10%。

（4）调整时间≤3min（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。

（5）输液结束(滴速为零)或发生异常情况（输液瓶顶部距滑轮小于5cm，漏斗距受液瓶顶部小于5cm）时，应在3秒内发出声光报警信号。

2．2 发挥部分

设计并制作一个由主站控制128个从站并采用有线通信的输液监控系统，128个从站中，只有一个从站是按基本要求制作的一套点滴速度监控装置，其他从站为模拟从站（仅要求制作一个模拟从站,从站号可任意设定）。

（1）主站能巡回显示各从站的编号、设定点滴速度和当前点滴速度。巡回时间（3-10秒）可由主站任意设定。

（2）收到从站发来的报警信号后，主站能声光报警并显示相应的从站号，并可用手动方式解除报警状态。

（3）从站直流电源均由主站集中供给，主站和从站间的通信协议自定，但应尽可能减少主站和从站间连接线数量，通信距离要求大于30米。

（4）任一从站的输液点滴速度均可由主站设定。

（5）其他创新功能。

三. 说明

1．控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。

2．储液瓶可用医用250mL注射液玻璃瓶或输液袋（瓶中为无色透明液体）。

3．受液瓶用1.25L的饮料瓶。

4．点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器。

5．赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约1.8m，也可自带支架。

四．评分标准

内容
得分

设计报告
20分

基本部分
50分

发挥部分
50分

7. 电能质量检测装置a级和s级

分为A级和B级：
A级：用来进行需要精确测量的地方，例如合同的仲裁、解决回争议等。测答量误差不得
超过±0.2%。
B级：可以用来进行调查统计、排除故障以及其他的不需要较高准确度的应用场合。
测量误差不应超过±0.5%。

8. 电能质量分析仪和电能质量在线监测装置有什么区别

9. “电能质量分析仪检定装置”如何选型

“电能质量分析仪检定装置”是对电能质量分析仪进行检定的设备，适用于各种电能质量分析仪、电能录波仪、便携式录波仪、电能质量监测装置、多功能数显表的检测，是电力系统及计量检测行业用于各种电力产品检定和校准的设备。我们以“GY481
电能质量分析仪检定装置”进行说明，选择“电能质量分析仪检定装置”要注意以下几点：
1.可自动检定各种电能质量表、多功能数显表、电能表和指示仪表的各项指标。
2.输出交直流电压、电流、相位和功率均为高精度、高稳定度标准源，同时也可模拟各种电力故障输出。
3.可输出2~51次标准调制谐波，可进行单次或任意多次谐波叠加输出。
“电能质量分析仪检定装置”是一款对精度要求非常高的产品，选择“电能质量分析仪检定装置”一定要注意以上几点。

10. 变电站如何使用电能质量监测装置监测供电可靠性

电能质量在线监测装置作为一种能够对电网中电能质量问题进行记录及分析的专业测量工具，可以捕捉故障现场的谐波、电压波动、闪变、功率和三相不平衡等常见电能质量问题，为智能电网提供电能质量方面的性能评估和治理决策。通过实现监测装置与主站监控分析软件的无缝集成，为变电站实现智能化提供整套的解决方案。目前致远电子在电能质量监测装置与监测分析软件做得都非常成熟，在国内知名度比较高，如：广东省某110KV变电站，隶属于广东电网公司某供电局，该变电站共有两台主变，总容量达到80MVA，该站主接线方式为线路变压器组结线，通过两条110KV线路：110KVA路支线、110KVB路支线与220KVC变电站和220KVD变电站相连。该变电站电气连接图如所示。

图3电能质量在线检测系统拓扑图
数据分析软件能对电能数据进行多方面的精确分析，主要功能包括实时数据浏览、综合统计报表导出、告警数据查询以及历史数据查询等，通过对电能数据以上几方面的分析最终评估出区域的电能质量状况。