系统组成

• 硬件部分

• • 电量传感器：用于采集电网的电压和电流信号，能够准确感知电网中的电气参数变化。

  • 信号调理电路：通过有源低通滤波器对采集到的信号进行调理，将信号调整到适配 NI 数据采集卡的输入范围，确保信号的质量和稳定性。

  • NI 数据采集卡：采用高性能的 NI PXI - 4472 数据采集卡，支持高速、高精度信号采集，其最高采样频率可达 1MS/s，分辨率为 16 位，能够满足实时谐波监测的需求。

• 软件部分

• • 波形显示模块：利用 LabVIEW 的图形化界面功能，实时显示电网信号的电压、电流波形，使操作人员能够直观地观察到信号的变化情况。

  • 谐波分析模块：运用快速傅里叶变换（FFT）结合高精度 Hann 窗算法进行频谱分析，有效减少了频谱泄露和栅栏效应，能够准确地识别谐波成分，并计算出各谐波成分的频率和幅值以及总谐波畸变率（THD）。

  • 参数显示与报警模块：实时显示 THD 等关键参数，当参数出现异常时，系统会立即触发声光报警，并记录事件日志，方便操作人员及时发现和处理问题。

工作原理

性能指标

• 采样频率：最高可达 1MS/s，能够适应快速变化的电网环境，确保采集到的数据能够准确反映电网的实际情况。

• 分辨率：NI 数据采集卡提供 16 位分辨率，保证了信号采集的精度，为后续的分析和处理提供了高质量的数据基础。

• 谐波分析精度：总谐波畸变率（THD）测量误差低于 1%，能够满足电力系统对电能质量监测的高精度要求