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油自动震荡仪参数监查测试体系研讨

1系统功能特点
　　油自动震荡仪参数监查测试体系研讨，选择开放式的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW软件引入低压电器产品的检验中，形成基于LabVIEW的低压电器多功能参数监测系统，可分别实现电量参数与温度，温升参数的监控。
　　电量参数监控部分的功能包括：
　　⑴可以实现三相三线制或三相四线制情况下A，B，C，N相电流，A，B，C相电压的实时采集，通过计算可得到电压，电流，有功功率，无功功率，视在功率，有功电能，无功电能，视在电能，功率因数，频率等参数及波形。该系统对电流，电压，频率与视在功率的测量精度可达0.1级，有功功率，无功功率，电能及功率因数的测量精度可达0.2级；（2）电流互感器系数可以根据实际来任意设置；（3）电量参数实时曲线和历史曲线可以放大查看；（4）可以实现对电量参数波形的保存。
　　温度，温升参数监控部分的功能包括：⑴可以对环境温度进行监控。系统具有环境温度显示功能，界面中即可以显示当前室温，也可查看*高室温，*低室温，平均室温；（2）系统可以循环监测30个节点的实时温度与温升数据与曲线，并可保存测试数据及曲线以备离线分析；（3）温度循环采集间隔可以任意设置；（4）温度或温升显示类型可以在界面上选择。温度实时曲线和历史曲线可以利用缩放工具进行放大查看，主要为时间轴放大；（5）系统具有手工保存温度曲线选项（默认则为退出自动保存，手工保存后退出时可不另外保存），同时具有自动记录（存储）功能，以防止出现意外断电等情况；（6）监控的温度通道数量可以任意组合选择；（7）系统初始化后将以*快的速度对所选择的通道信息进行循环自检，以确认所用的热电偶连接好，没有断开的。
　　2监测系统整体设计
　　低压电器多功能参数监测系统采用虚拟仪器技术来构建，其原理框图如图2所示。硬件部分主要由电流互感器，电压传感器，温度传感器，多通道温度信号切换电路，信号调理电路（包括电气隔离，接线端子板等），基于PCI总线的内置高精度数据采集卡（型号为PCI-6254，可提供16路差分模拟输入通道，48路数字量I/O通道等），工业控制计算机和检测台等组成。软件部分采用面向图形化的编程软件开发平台LabVIEW开发相关采集及数据分析与处理软件，实现数据采集和处理。
　　电量参数监控部分的工作过程为：低压电器检验过程中A，B，C，N相电流，A，B，C相电压信号分别经电流互感器与电压传感器进行转换，再通过信号调理电路处理后变成PCI-6254数据采集卡模拟输入通道允许输入的电压（范围为-10V~ 10V）送入PCI-6254高速数据采集卡。通过上位计算机与LabVIEW软件开发平台编制相应程序将高速采集卡输入的信号进行实时采集记录和分析处理，实现对各项电量参数的测量，显示，分析，保存等功能。
　　温度，温升参数监控部分的工作过程为：系统选用铜-康铜热电偶作为温度传感器，将温度信号转换成与之相对应的mV信号，然后通过多通道温度信号切换电路连接至NISCC-TC02热电偶信号输入模块，对mV信号进行**放大100倍后，通过NISCC-68信号调理电路及接线板进入PCI-6254数据采集卡进行A/D转换，由上位工业控制计算机对温度信号进行实时采集与处理。NISCC-68信号调理电路及接线板同时起到冷端温度自动补偿作用。
　　在此系统中，原始信号的转换是关键，信号调理和采集卡是枢纽，上位机程序则是整个系统的核心。
　　3监测系统软件设计
　　低压电器多功能参数监测系统软件主要实现电量参数及温度，油自动震荡仪参数监查测试体系研讨，温升参数的自动实时采集，数据处理，分析计算，管理设置，报表生成等功能。系统软件的整体框架包括数据实时采集模块，数字滤波处理模块，波形分析模块，参数计算模块，报表生成模块和波形数据显示模块。如图3所示为系统软件设计整体框图，以下重点介绍多功能参数数据实时采集模块和参数计算模块的实现。
　　3.1数据实时采集模块
　　为提高系统的抗干扰能力及测量精度，低压电器检验过程中A，B，C，N相电流，A，B，C相电压及温度信号采用模拟差分输入的连续采集方式，即在DAQ中开辟一段循环缓冲区，设备连续采集数据并将数据向缓冲区中存放，同时LabVIEW依据设置，将缓存中的数据依次读取出来。整个过程包括给定DAQmx任务，创建通道，配置通道，设置采样时钟，启动任务，读取任务，**任务，停止任务等。根据此编程思路，开发了相应的数据采集模块。实时连续采集软件编程流程。
　　3.2参数计算模块
　　交流采样是按一定的规律对被测物理量的瞬时值进行采样，油自动震荡仪参数监查测试体系研讨，用一定的算法计算出被测物理量的有效值。在系统中，首先对各相电流，电压进行采集，然后根据电量参数计算原理计算出功率因数，有功功率，无功功率等参数，完成电量参数的监测和分析。
　　低压电器多功能参数监测系统可以实现A，B，C，N相电流与A，B，C相电压共7路信号的实时采集，得到相电压，相电流，通过计算还可得到有功功率，无功功率，视在功率，有功电能，无功电能，视在电能，功率因数，频率等参数。相应的计算原理与方法如下。
　　⑴电流电压计算
　　令每一周期T内同步采样次数为N，则基于离散数值算法的电流有效值I和电压有效值U计算公式分别。
　　（2）功率与功率因数计算
　　三相三线制系统采用二元件法，其有功功率，无功功率，视在功率的计算公式分别。
　　三相四线制系统采用三元件法，其有功功率，无功功率，视在功率的计算公式。
　　参数计算模块主要包括电量参数的算法实现，根据采集到的温度信号计算温升数据与波形参数等。温度，温升参数监测对应的程序前面板如图5所示。
　　4结论
　　将虚拟仪器技术的思想和设计方法引入低压电器检验过程的参数监测中，在相对简单和通用化的硬件配置下，设计了一种主要由软件完成各项监测与分析功能，具有良好用户界面的多功能参数监测系统，可以满足多方位，多需求的低压电器参数监测和分析的需要。系统已在常熟开关制造有限公司出厂检验，产品试制部门成功投入使用，实际运行表明，系统测量精度高，性能稳定，抗干扰能力强；监测结果直观，方便灵活，实时性更强，为公司低压电器产品的出厂检验提供了可靠的质量保障。
　　由数据可以看出，本文提出的校验系统的测试数据与GHJ-2型电子式互感器校验仪的测试数据基本吻合，本系统可以用来对0.2级电子式电压\电流互感器进行校验。
　　5结语
　　本文根据GB/T20840.7-2007和GB/T20840.8-2007的定义，讨论了模拟输出型电子式互感器相位误差和比值误差的概念，提出了一套以LabVIEW为开发平台的模拟输出型电子式互感器校验系统。该校验系统能准确测定出电子式互感器的比值误差，相角误差等性能指标。通过实验测试，该系统性能稳定，测试结果正确。由于采用LabVIEW虚拟仪器技术，该系统的算法及功能便于修改和扩充。

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