- Nội dung luận văn đi sâu nghiên cứu, phân tích và xây dựng phần mềm đo lường chất lượng điện năng trên nền tảng máy tính cá nhân. - Phần chính của luận văn sẽ mô tả chi tiết phương pháp đánh giá, đo lường các hiện tượng này dựa theo tiêu chuẩn IEC, xây dựng khối đo lường giám sát CLĐN (sụt áp, mất cân bằng điện áp, sóng hài điện áp, nhấp nháy điện áp. - Kiểm nghiệm và đánh giá hoạt động của khối đo lường CLĐN dựa trên máy tính. - Đi sâu nghiên cứu về phân tích các tiêu chuẩn đo lường và đánh giá CLĐN và phương pháp đo lường giám sát CLĐN theo các tiêu chuẩn IEC hiện hành. - Xây dựng khối đo lường giám sát CLĐN dựa trên nền tảng phần mềm Labview, với mục tiêu để biến máy tính cá nhân thành thiết bị giám sát CLĐN. - Kiểm nghiệm và đánh giá hoạt động của khối đo lường chất lượng điện áp dựa trên máy tính. - Chương 2: Phân tích các tiêu chuẩn đo lường và đánh giá chất lượng điện áp trong Hệ thống điện Đề cập tới các nghiên cứu các phương pháp đo và tổng hợp giá trị đo sử dụng trong đo lường các đại lượng về CLĐN theo tiêu chuẩn IEC . - 5 Phân tích hiện tượng nhấp nháy điện áp, kèm theo là tiêu chuẩn IEC qui định về đo lường và đánh giá hiện tượng này. - Đồng thời phân tích chi tiết về các khối cần xây dựng khi thực hiện việc đo lường nhấp nháy điện áp. - Chương 4: Kiểm nghiệm và đánh giá hoạt động của khối đo CLĐN dựa trên máy tính Tiến hành các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm để kiểm tra độ tin cậy về đo lường CLĐN của phần mềm LabVIEW. - Thực hiện việc mô phỏng các hiện tượng về CLĐN (sụt áp, mất cân bằng điện áp, sóng hài điện áp, nhấp nháy điện áp. - như tín hiệu đầu vào để kiểm tra sự hoạt động của khối đo lường đã được thực hiện. - Thêm vào đó, tác giả đã xây dựng được các khối đo lường các hiện tượng 6 về CLĐN dựa trên phần mềm Labview với mục đích sử dụng máy tính cá nhân như một công cụ đo các hiện tượng CLĐN. - 32 1.3.5 Hiện tượng chớp nháy điện áp. - 36 CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC TIÊU CHUẨN ĐO LƯỜNG, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. - 39 2.1 Mục đích sử dụng của các tiêu chuẩn đo lường, đánh giá chất lượng điện áp. - 39 8 2.2 Tiêu chuẩn IEC áp dụng trong việc đo lường các hiện tượng CLĐN. - 39 2.2.2 Các phương pháp đo và tổng hợp giá trị đo sử dụng trong đo lường các đại lượng CLĐN. - 40 2.2.3 Các qui định theo tiêu chuẩn IEC liên quan tới việc đo lường các đại lượng CLĐN. - 48 2.4 Đo lường hiện tượng chớp nháy điện áp (Flicker measurement. - 51 2.4.1 Các nghiên cứu về hiện tượng chớp nháy điện áp. - 52 2.4.2 Đo lường hiện tượng chớp nháy điện áp theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-15. - 65 3.2 Xây dựng khối đo lường giám sát CLĐN bằng Labview. - 67 3.2.1 Sơ đồ tổng thể của khối đo lường CLĐN. - 82 4.2 Kiểm tra đối chứng khối đo lường CLĐN với máy hiện sóng Tektronix TDS 1001C-EDU. - 84 4.3 Kiểm tra đánh giá khối đo lường CLĐN của phần mềm LabVIEW với tín hiệu mô phỏng trên máy tính. - 126 4.4.5 Kịch bản 5: Tạo chớp nháy điện áp. - 21 Bảng 1.3.1 Phân loại các hiện tượng liên quan đến chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn IEEE . - 22 Bảng 1.3.2 Tiêu chuẩn điện áp theo Thông tư 12 và 32. - 51 Bảng 2.4.1 Qui định về ngưỡng tần số và mức độ dao động điện áp chu kỳ hình sin gây ra giá trị Pinst,max=1. - 61 Bảng 4.2.1 Bảng kết quả thử nghiệm nhằm kiểm chứng chức năng đo điện áp của phần mềm LabVIEW. - 96 Bảng 4.3.1 Đáp ứng của thiết bị đo nhấp nháy điện áp với biên dạng dao động điện áp xung hình sin - Giá trị đầu ra của khối đo là 1. - 109 Bảng 4.3.2 Đáp ứng của thiết bị đo nhấp nháy điện áp với biên dạng dao động điện áp xung vuông - Giá trị đầu ra của khối đo là 1. - 129 11 Bảng 4.4.4 Kết qủa thử nghiệm chớp nháy điện áp với biên dạng dao động hình sin. - 137 Bảng 4.4.5 Kết qủa thử nghiệm chớp nháy điện áp với biên dạng dao động dạng xung vuông. - 139 12 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Trang Hình 1.2.1 Thiết bị đo lường CLĐN của hãng Fluke. - 19 Hình 1.2.2 Cấu trúc điển hình của thiết bị đo lường ảo dựa trên nền tảng PC. - 20 Hình 1.2.3 Giao diện thiết bị đo lường ảo do người sử dụng tự thiết lập. - 20 Hình 1.3.1 Phân tích Fourer của một sóng bị méo dạng. - 24 Hình 1.3.2 Sóng méo dạng và phân tích Fourier tương ứng. - 24 Hình 1.3.3 Điện áp sin đặt vào tải phi tuyến tạo ra dòng điện không sin. - 25 Hình 1.3.4 Dạng sóng và phổ dòng pha A khi máy biến áp hoạt động trong điều kiện quá áp 10% điện áp định mức. - 26 Hình 1.3.5 Định nghĩa hiện tượng sụt áp ngắn hạn. - 29 Hình 1.3.6 Sụt giảm điện áp khi động cơ lớn khởi động. - 31 Hình 1.3.7 Mất cân bằng trong hệ thống điện 3 pha. - 32 Hình 1.3.8 Minh họa quá trình phân tích/tổ hợp một hệ thống điện áp ba pha không đối xứng thành các thành phần đối xứng và ngược lại. - 33 Hình 1.3.9 Ảnh hưởng của mất cân bằng điện áp tới dòng điện trong động cơ. - 35 Hình 1.3.10 Sơ đồ cấu tạo của bộ biến tần dùng cho động cơ. - 35 Hình 1.3.11 Dao động điện áp và hiện tượng nhấp nháy do cường độ sáng thay đổi. - 37 Hình 2.2.1 Ví dụ tính toán giá trị hiệu dụng dựa trên các mẫu đo được. - 40 Hình 2.2.2 Ví dụ tính toán giá trị hiệu dụng theo phương pháp nửa chu kỳ. - 41 Hình 2.2.3 Dạng sóng và sụt áp đánh giá cho từng pha. - 44 13 Hình 2.2.4 Đánh giá sụt áp ngắn hạn cho hệ ba pha. - 44 Hình 2.2.5 Phân tích sóng hài theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-7. - 45 Hình 2.4.1 Ví dụ của nhấp nháy điệp áp chu kỳ. - 52 Hình 2.4.2 Đường cong nhấp nháy điện áp theo tiêu chuẩn IEEE 141 và 519. - 54 Hình 2.4.3 Các khâu của thiết bị đo lường hiện tượng nhấp nháy điện áp theo tiêu chuẩn IEC. - 56 Hình 2.4.4 Phương thức tính toán mức độ nhấp nháy điện áp ngắn hạn Pst. - 63 Hình 2.4.5 Ví dụ về giá trị nhấp nháy điện áp ngắn hạn đo tại thanh góp cấp điện cho lò hồ quang. - 64 Hình 3.2.1 Sơ đồ khối của khối đo lường CLĐN. - 68 Hình 3.2.2 Giao diện chính khối đo lường CLĐN trên máy tính. - 69 Hình 3.2.3 Giao diện chính khối mô phỏng tạo tín hiệu cần đo trên máy tính. - 69 Hình 4.2.1 Sơ đồ đấu nối kiểm chứng khối đo lường CLĐN của LabVIEW. - 83 Hình 4.2.2 Sơ đồ đấu nối kiểm chứng chức năng đo điện áp thực tế của LabVIEW tại phòng thí nghiệm mô phỏng HTĐ sử dụng bộ phát điện áp dhf (MTM 3U. - 84 Hình 4.2.3 Sơ đồ đấu nối kiểm chứng chức năng đo tần số thực tế của LabVIEW tại phòng thí nghiệm mô phỏng Hệ thống điện sử dụng bộ phát tín hiệu chuẩn FG8216A. - 85 Hình 4.2.4 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=10,3V và UB=20,6V với f = 50Hz. - 87 Hình 4.2.5 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=15,5V và UB=25,6V. - 88 Hình 4.2.6 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=20,4V và UB=30,6V. - 89 Hình 4.2.7 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=30,6V và UB=40,6V. - 90 Hình 4.2.8 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=40,6V và UB=50,5V. - 91 14 Hình 4.2.9 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=50,7V và UB=60,5V. - 92 Hình 4.2.10 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=70,4V và UB=80,6V. - 93 Hình 4.2.11 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=80,7V và UB=90,9V với f = 50Hz. - 94 Hình 4.2.12 Kết quả thử nghiệm thu được khi phát ra UA=90,7V và UB=100V. - 95 Hình 4.2.13 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 50Hz. - 97 Hình 4.2.14 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 150Hz. - 98 Hình 4.2.15 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 250Hz. - 99 Hình 4.2.16 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 350Hz. - 100 Hình 4.2.17 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 550Hz. - 101 Hình 4.2.18 Kết quả thử nghiệm thu được khi tạo tần số f = 650Hz. - 102 Hình 4.3.1 Tín hiệu mô phỏng và khối đo lường chất lượng điện áp cùng được lập trình trên máy tính với phần mềm Labview. - 103 Hình 4.3.2 Giao diện của khối mô phỏng tín hiệu điện áp và dòng điện cần đo. - 104 Hình 4.3.3 Sơ đồ khối thiết lập số lượng và thứ tự kênh tạo tín hiệu theo cấu hình của lưới điện mô phỏng cần đo được lập trình trên máy tính với phần mềm Labview. - 106 Hình 4.3.4 Tín hiệu mô phỏng và khối đo lường CLĐN cùng được lập trình trên máy tính với phần mềm Labview. - 106 Hình 4.4.1 Tín hiệu mô phỏng được tạo ra bằng phần mềm Labview cho kịch bản 1 (Cả điện áp và dòng điện đều cân bằng & không có sóng hài. - 112 Hình 4.4.2 Kết quả đo được của khối đo lường điện áp và dòng điện ứng với kịch bản 1. - 113 Hình 4.4.3 Kết quả đo được của khâu đo sóng hài ứng với kịch bản 1. - 113 15 Hình 4.4.4 Tín hiệu mô phỏng được tạo ra bằng phần mềm Labview cho kịch bản 2 (Cả điện áp và dòng điện đều cân bằng & có sóng hài. - 114 Hình 4.4.5 Tín hiệu đo được của khâu đo lường điện áp và dòng điện ứng với kịch bản 2. - 115 Hình 4.4.6 Tín hiệu đo được của khâu đo lường sóng hài ứng với kịch bản 2. - 115 Hình 4.4.7 Tín hiệu mô phỏng được tạo ra bằng phần mềm Labview cho kịch bản 3 (Cả điện áp và dòng điện đều không cân bằng & có sóng hài. - 122 Hình 4.4.8 Tín hiệu đo được của khâu đo lường điện áp và dòng điện ứng với kịch bản 3. - 123 Hình 4.4.9 Tín hiệu đo được của khâu đo lường sóng hài ứng với kịch bản 3. - 123 Hình 4.4.10 Tín hiệu mô phỏng được tạo ra bằng phần mềm Labview cho kịch bản 4 (dao động điện áp ngắn hạn. - 126 Hình 4.4.11 Tín hiệu đo được của khối đo lường điện áp và dòng điện ứng với kịch bản 4. - 127 Hình 4.4.12 Tín hiệu đo được của khối đo lường Sag/Swell ứng với kịch bản 4 127 Hình 4.4.13 Tín hiệu mô phỏng được tạo ra bằng phần mềm Labview cho kịch bản 5 (Nhấp nháy điện áp. - 135 Hình 4.4.14 Dạng sóng điện áp phát ra và kết quả đo Pinst tương ứng. - 136 Hình 4.4.15 Đồ thị nhấp nháy điện áp với biên dạng dao động hình sin. - 138 Hình 4.4.16 Dạng sóng điện áp phát ra và kết quả đo Pinst tương ứng với kịch bản 5 (Fliker theo dạng xung vuông. - 139 Hình 4.4.17 Đồ thị nhấp nháy điện áp với biên dạng dao động hình chữ nhật
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt