虛擬儀器技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用new

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1、虛擬儀器技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用榮雅君，劉琳，趙朋，高廣峰（燕山大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)院，秦皇島河北066004）摘要：本文介紹了虛擬儀器技術(shù)及其開發(fā)平臺(tái)LabVIEW，智能化程度高；（５）功能齊全；（６）價(jià)格相對(duì)[2]并針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織與實(shí)施中存在的問題，提出將虛擬要便宜得多。這些優(yōu)點(diǎn)在實(shí)踐教學(xué)中起到了不可儀器技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)。本文設(shè)計(jì)了一套繼電保護(hù)忽視的作用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的不足。虛擬儀器系統(tǒng)，并對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.3虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)合理。虛擬儀器在電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

2、室中具有廣泛的應(yīng)用前景，LabVIEW是目前最為成功、應(yīng)用最為廣泛的虛將是今后一段時(shí)間的發(fā)展方向。擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境。它是美國國家儀器公司(NationalInstruments，NI)開發(fā)的基于圖形編譯關(guān)鍵詞：虛擬儀器；距離保護(hù)；零序保護(hù)；LabVIEW（Graphics，G）語言的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)。0引言LabVIEW的功能十分強(qiáng)大，主要包括：數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器(VirtualInstruments，VI)技術(shù)是當(dāng)今數(shù)據(jù)分析、信號(hào)生成、信號(hào)處理、輸入輸出控制等。與傳統(tǒng)編程采用的文本語言相比，

3、LabVIEW使用G計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，代表著儀器發(fā)語言編程，界面更加友好直觀，是一種直覺式圖形展的最新方向。虛擬儀器技術(shù)的誕生雖然僅有20程序語言。余年的時(shí)間，卻得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，以“軟LabVIEW有兩個(gè)基本窗口：前面板窗口和流程面板”代替“硬面板”的各種儀器儀表已經(jīng)應(yīng)用于圖窗口。前面板窗口用于放置控制對(duì)象和顯示對(duì)[1]各行各業(yè)。象，相當(dāng)于常規(guī)儀器的顯示屏幕或指針。流程圖窗本文將VI技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，口用于編寫和顯示程序的圖形源代碼，相當(dāng)于語言開發(fā)了繼電保護(hù)虛擬儀器

4、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通編程中一行行的語句，它是由各種能夠完成一定功能的模塊通過連接線連接而構(gòu)成的。過數(shù)據(jù)采集技術(shù)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入2繼電保護(hù)虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再通過預(yù)先編好的程序，實(shí)現(xiàn)線路本文設(shè)計(jì)開發(fā)的繼電保護(hù)虛擬儀器系統(tǒng)，包括的：狀態(tài)判斷，保護(hù)整定值計(jì)算，故障類型的判斷硬件和軟件兩部分。以及保護(hù)裝置的動(dòng)作與報(bào)警等。計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡共同構(gòu)成了系統(tǒng)的硬件。1虛擬儀器技術(shù)本系統(tǒng)采用北京阿爾泰公司的USB2002數(shù)據(jù)采集1.1概念卡，該卡是USB總線兼容的數(shù)據(jù)采集板，具有體積虛擬

5、儀器就是以計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，由用戶設(shè)小、即插即用等優(yōu)點(diǎn)?？ㄉ涎b有14Bit分辨率的A/D計(jì)定義，具有虛擬面板，其測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)轉(zhuǎn)換器，為用戶提供32路單端模擬信號(hào)輸入、16現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬路雙端的模擬輸入通道、16路開關(guān)量輸入、16路件僅是為了解決信號(hào)輸入輸出，軟件才是整個(gè)儀器開關(guān)量輸出。模擬電壓輸入范圍為±5V，±10V，最的關(guān)鍵，即“軟件就是儀器”。正是由于虛擬儀器大采樣速率：400kb/s。本系統(tǒng)用它來實(shí)現(xiàn)對(duì)三路電的這種靈活性，使得它在各個(gè)領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用，力

6、信號(hào)的采集，它將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信被人們稱為第三代儀器。號(hào)并輸出到計(jì)算機(jī)中，以便于在計(jì)算機(jī)中對(duì)信號(hào)進(jìn)1.2虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)行處理、分析。目前，在高校實(shí)驗(yàn)室中，大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備仍采用傳統(tǒng)儀器，雖然實(shí)驗(yàn)方式相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要的儀軟件部分由LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)，程序流程如器繁多，連線復(fù)雜，占地面積大，儀器的更新?lián)Q代圖1所示。該系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：信號(hào)的采集需要大量資金。倘若建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，將大大提高與濾波、振蕩的判斷、故障類型的判斷、零序保護(hù)實(shí)驗(yàn)效率，降低實(shí)驗(yàn)成本。與距離保護(hù)。虛擬實(shí)驗(yàn)室與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

7、室相比，不僅能夠克服由于本系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的分析和處理是基于工頻上述傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的缺點(diǎn)，還具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：50Hz的基波分量，而采集的電力信號(hào)中一般含有高（１）容易實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新；（２）易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化；（３）能充分利用現(xiàn)有軟硬件資源；（４）自動(dòng)化、次諧波。因此，本系統(tǒng)采用文獻(xiàn)［3］設(shè)計(jì)的低通巴特沃思濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除高次諧波。量來判斷故障的類型。軟件設(shè)計(jì)流程如圖2所示。圖2故障類型診斷流程圖2.3保護(hù)的設(shè)計(jì)距離保護(hù)長期以來一直是輸電線的重要保護(hù)，也是應(yīng)用最廣的保護(hù)方案。距離保護(hù)反映故障點(diǎn)至圖1軟件

8、程序流程圖保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離，它能瞬間切除輸電線路2.1振蕩與故障的區(qū)分85%~90%范圍內(nèi)的各種故障；對(duì)于遠(yuǎn)處故障按階梯電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流上升、電壓下降，可能引型時(shí)間切除；受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響[5]起距離保護(hù)誤動(dòng)作(此時(shí)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作)，故對(duì)受其小，適合對(duì)線路的相間短路故障進(jìn)行保護(hù)。影響可能會(huì)誤動(dòng)的保護(hù)(主要是距離保護(hù))要實(shí)現(xiàn)振當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的零蕩閉鎖。而在振蕩過程中發(fā)生故障時(shí)應(yīng)能有選擇地序電流，而正常運(yùn)行時(shí)它們不存在，因此利用零序快