*章 引言

1.1 LYLB6000電能電量波形分析儀簡介

是針對(duì)電力系統(tǒng)應(yīng)用而開發(fā)的瞬態(tài)信號(hào)記錄儀器，儀器內(nèi)部軟件預(yù)置了針對(duì)發(fā)電機(jī)調(diào)試的試驗(yàn)?zāi)０?，使用戶可以通過記錄儀很方便的完成發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)，空載特性試驗(yàn)，勵(lì)磁系統(tǒng)擾動(dòng)試驗(yàn)，勵(lì)磁系統(tǒng)10%階越試驗(yàn)，滅磁常數(shù)測量，自準(zhǔn)同期裝置校驗(yàn)，機(jī)組甩負(fù)荷記錄等試驗(yàn)。

具有豐富的軟件組件使用戶可以通過軟件組件，進(jìn)行圖形分析，組合運(yùn)算，有效值計(jì)算，交流功率計(jì)算，三相對(duì)稱性分析，頻譜分析，諧波分析，曲線相關(guān)性分析，圖形編輯和相量圖繪制等操作。試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可以生成WORD/EXCEL形式試驗(yàn)報(bào)告，也可以通過軟件生成JPG圖片導(dǎo)出，以方便用戶對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入的分析和處理。

儀器具有12路模擬量輸入，12路有源開關(guān)量輸入和3路開出量信號(hào)，高采樣頻率可達(dá)100KHZ，基本可以滿足電力系統(tǒng)各種試驗(yàn)的瞬態(tài)信號(hào)記錄要求。并且所有的模擬通道之間均相互隔離，以避免試驗(yàn)中不同電位點(diǎn)的連接問題導(dǎo)致被測系統(tǒng)發(fā)生故障。

1.2 特性和技術(shù)參數(shù)

1.2.1 軟件功能與特點(diǎn)

儀器具有功能強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要包括數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)，波形分析與統(tǒng)計(jì)，圖形繪制工具，頻譜分析工具，波形組合運(yùn)算工具，諧波分析，有效值計(jì)算，功率計(jì)算，三相對(duì)稱性分析，相量圖工具等。其特性可概括如下：

1 實(shí)時(shí)繪制試驗(yàn)曲線，并且提供多種曲線分析工具，使用戶可以對(duì)曲線進(jìn)行任意縮放和定位操作

2 可以對(duì)當(dāng)前示波器中的圖形進(jìn)行編輯，包括自由標(biāo)識(shí)，顏色變換等，以方便試驗(yàn)報(bào)告的制作

3 提供了頻譜分析工具使用戶可以方便的獲取信號(hào)的頻譜圖形

4 可以任意的選擇信號(hào)作為X軸,Y軸繪制信號(hào)的關(guān)系曲線

5 提供了諧波分析工具，可以對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行諧波分析，高諧波次數(shù)為1024次

6 組合運(yùn)算工具使用戶可以對(duì)所采集的信號(hào)進(jìn)行加，減，乘，除和積分等運(yùn)算

7 計(jì)算選定通道信號(hào)的有效值，功率

8 對(duì)選定的三相信號(hào)進(jìn)行功率和對(duì)稱性分析

9 繪制選定信號(hào)的相量圖

10通過軟件選擇通道信號(hào)類型：直流瞬時(shí)值或者交流有效值

11 內(nèi)置了發(fā)電機(jī)三相短路特性曲線，空載特性曲線，勵(lì)磁系統(tǒng)擾動(dòng)試驗(yàn)，滅磁時(shí)間常數(shù)，頻率電壓特性，甩負(fù)荷試驗(yàn)，自準(zhǔn)同期試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)?zāi)０?，軟件自?dòng)計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)。

12儀器能夠自動(dòng)生成WORD試驗(yàn)報(bào)告，Excel試驗(yàn)報(bào)告

13 試驗(yàn)報(bào)告對(duì)曲線進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識(shí)，使試驗(yàn)報(bào)告制作實(shí)現(xiàn)*自動(dòng)化

14 所有采樣通道的名稱和單位都可以重新定義

15 各種試驗(yàn)的試驗(yàn)環(huán)境設(shè)置和儀器設(shè)置自動(dòng)保存

16 自動(dòng)計(jì)算各種試驗(yàn)?zāi)０宓脑囼?yàn)參數(shù)

17 簡單方便的通道濾定方式

18 使用U盤或移動(dòng)硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備方便的導(dǎo)出試驗(yàn)數(shù)據(jù)

19 Windows XPE操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)自我保護(hù)與恢復(fù)，防止病毒攻入與侵蝕

20 采用防抖動(dòng)處理，避免用戶錯(cuò)誤操作

1.2.2 硬件特點(diǎn)

硬件系統(tǒng)特性和技術(shù)參數(shù)如下：

1 12路低電壓／電流模擬量采集，電壓輸入范圍-10V~10V，-200V~200V，-400V~400V，電流輸入范圍-20mA~20mA，1路模擬量-100mV~100mV輸入通道（100mv通道大允許輸入電壓<10V）

2 電壓通道輸入范圍，電壓或電流信號(hào)類型選擇，通過軟件選擇

3 信號(hào)采集誤差：       -400V~400V          誤差<0.5V

-200V~200V          誤差<0.2V

-10V~10V             誤差<0.01V

-20mA～20mA      誤差<0.02mA

-100mV~100mV   誤差<0.2mV        

頻率測量30-170Hz 誤差<0.1Hz

4 12路有源節(jié)點(diǎn)開關(guān)量測量通道，開關(guān)量信號(hào)范圍DC12-220V

5 3路開關(guān)量輸出通道，開出量大開斷能力AC220V/1A

6 分體式機(jī)箱結(jié)構(gòu)，操作終端使用戶可以更方便控制試驗(yàn)和分析數(shù)據(jù)

7 2個(gè)USB口用于數(shù)據(jù)下載或鍵盤/鼠標(biāo)輸入

8 12.1寸大彩屏顯示，觸摸屏方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互

9 自帶8G數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間

10 采樣通道輸入阻抗

-10V~10V電壓檔位            輸入阻抗820k歐

-200V~200V電壓檔位         輸入阻抗820K歐

-400V~400V電壓檔位         輸入阻抗820K歐

-20mA~20mA電流檔位       輸入阻抗50歐

-100mV~100mV電壓檔位  輸入阻抗 >10M

第二章 LYLB6000電能電量波形分析儀組成

2.1硬件組成

圖2 儀器面板

便攜式錄波儀的儀器實(shí)物如圖1所示。儀器面板的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2所示，面板上的區(qū)域功能如下。

1）區(qū)域1是試驗(yàn)接線區(qū)，所有的試驗(yàn)接線都在該區(qū)域完成，對(duì)應(yīng)的通道一次為:

第1組模擬量通道 CH1 對(duì)應(yīng)U1,COM1,I1

第2組模擬量通道 CH2 對(duì)應(yīng)U2,COM2,I2

第3組模擬量通道 CH3 對(duì)應(yīng)U3,COM3,I3

第4組模擬量通道 CH4 對(duì)應(yīng)U4,COM4,I4

第5組模擬量通道 CH5 對(duì)應(yīng)U5,COM5,I5

第6組模擬量通道 CH6 對(duì)應(yīng)U6,COM6,I6

第7組模擬量通道 CH7 對(duì)應(yīng)U7,COM7,I7

第8組模擬量通道 CH8 對(duì)應(yīng)U8,COM8,I8

第9組模擬量通道 CH9 對(duì)應(yīng)U9,COM9,I9

第10組模擬量通道 CH10 對(duì)應(yīng)U10,COM10,I10

第11組模擬量通道 CH11 對(duì)應(yīng)U11,COM11,I11

第12組模擬量通道 CH12 對(duì)應(yīng)U12,COM12,I12

2）區(qū)域2是電流通道保險(xiǎn)，每個(gè)電流通道都裝有0.2A的保險(xiǎn)管

3）面板的右邊是12.1寸觸摸顯示屏，可以通過觸摸屏完成對(duì)儀器的所有控制。

4）右下方展示了儀器的面板鍵盤，接盤結(jié)構(gòu)如圖3所示，詳細(xì)的按鍵功能如下。

1>   0~9數(shù)字輸入按鍵

2> “.” 小數(shù)點(diǎn)輸入按鍵

3>   ∧向上方向鍵，∨向下方向鍵

4>  < 退格，刪除鍵

5> ESC 退出按鍵

6> OK 回車，確定鍵

圖3 按鍵

2.2軟件組成

2.2.1 試驗(yàn)選擇主程序

圖4 試驗(yàn)選擇主界面

軟件系統(tǒng)由試驗(yàn)選擇主程序和試驗(yàn)程序兩大部分組成，儀器的試驗(yàn)選擇主界面如圖4所示，試驗(yàn)選擇主界面的功能包括：

試驗(yàn)程序切換

儀器基本設(shè)置

儀器使用幫助說明

儀器軟件升級(jí)接口

系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置

2.2.2 試驗(yàn)程序

儀器軟件系統(tǒng)大的一部分是試驗(yàn)程序，其基本功能包括：

試驗(yàn)環(huán)境設(shè)置

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果展示

試驗(yàn)報(bào)告生成

試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的存儲(chǔ)，導(dǎo)出

歷史數(shù)據(jù)瀏覽

試驗(yàn)報(bào)告二次加工

典型的試驗(yàn)程序界面如圖5所示，儀器的絕大部分試驗(yàn)程序都遵循同樣的流程和規(guī)律，儀器試驗(yàn)的基本時(shí)序流程如下：

試驗(yàn)環(huán)境設(shè)置，包括采樣頻率，試驗(yàn)總時(shí)間，試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，波形展示方式，通道類型設(shè)置和通道率定參數(shù)設(shè)置等

進(jìn)入等待試驗(yàn)界面，用戶設(shè)置試驗(yàn)的示波器參數(shù)（包括通道名稱，單位，數(shù)據(jù)范圍，是否顯示等），進(jìn)行通道率定（設(shè)置儀器采集信號(hào)和實(shí)際物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系）

                       圖5 軟件工作界面

注意：只有在以下兩種狀態(tài)對(duì)示波器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置結(jié)果才會(huì)被保存在試驗(yàn)?zāi)０澹?/span>

一 處于“等待試驗(yàn)”狀態(tài)，對(duì)示波參數(shù)的進(jìn)行設(shè)置，并且重新啟動(dòng)軟件設(shè)置參數(shù)才會(huì)被保存到試驗(yàn)?zāi)０?，下次啟?dòng)軟件時(shí)儀器將會(huì)以新的模板作為默認(rèn)參數(shù)。

二 在其他狀態(tài)設(shè)置參數(shù)，并且選擇了應(yīng)用至模板，重新啟動(dòng)軟件設(shè)置參數(shù)才會(huì)被保存到試驗(yàn)?zāi)０?，下次啟?dòng)軟件時(shí)儀器將會(huì)以新的模板作為默認(rèn)參數(shù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。在“等待試驗(yàn)”狀態(tài)或“查看數(shù)據(jù)”狀態(tài)，點(diǎn)擊儀器軟件右下角的開始試驗(yàn)按鈕，儀器開始數(shù)據(jù)采集。當(dāng)儀器處于試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集狀態(tài)時(shí)，儀器實(shí)時(shí)展示各通道實(shí)際采集的數(shù)據(jù)和圖形

試驗(yàn)結(jié)果查看，當(dāng)試驗(yàn)達(dá)到停止條件或用戶選擇了停止試驗(yàn)時(shí)，儀器終止數(shù)據(jù)采集，提示用戶保存試驗(yàn)，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)，并在試驗(yàn)結(jié)果展示界面顯示計(jì)算所得各項(xiàng)數(shù)據(jù)和圖形。

試驗(yàn)報(bào)告生成，當(dāng)試驗(yàn)正常完成后，用戶選擇生成試驗(yàn)報(bào)告，儀器自動(dòng)生成WORD或EXCEL形式的試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)報(bào)告和試驗(yàn)數(shù)據(jù)都可以通過U盤導(dǎo)出。

儀器所有的試驗(yàn)?zāi)０宥甲裱@樣的基本操作時(shí)序。

注意：

1>生成試驗(yàn)報(bào)告時(shí)，報(bào)告中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖形為當(dāng)前示波器時(shí)間窗口所展示圖形，用戶可以通過調(diào)整當(dāng)前窗口波形，從而獲得比較理想的報(bào)告波形，示波器窗口一次展示的數(shù)據(jù)大不超過120000個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)

2>生成EXCEL波形時(shí)，報(bào)告中的數(shù)據(jù)也是當(dāng)前時(shí)間窗口所展示圖形，用戶可以通過調(diào)整當(dāng)前窗口波形，從而改變導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時(shí)間窗口，一次導(dǎo)出的EXCEL數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)大不超過120000個(gè)

2.2.3 數(shù)據(jù)分析程序

內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析軟件主要包括：波形展示和分析工具，組合運(yùn)算工具，交叉圖形工具，頻譜分析工具，諧波分析工具，有效值計(jì)算工具，交流功率計(jì)算工具，三相對(duì)稱性分析工具和相量圖繪制工具

軟件工具中的示波器組件負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)采集過程中的波形實(shí)時(shí)展示，數(shù)據(jù)分析中的波形放大，縮小，定位，參數(shù)統(tǒng)計(jì)等，以及整個(gè)試驗(yàn)?zāi)０宓耐ǖ勒故久Q，單位，時(shí)間窗口范圍，通道坐標(biāo)范圍，是否隱藏通道，當(dāng)前展示坐標(biāo)軸等。

組合運(yùn)算工具為用戶提供通道數(shù)據(jù)運(yùn)算功能，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成后，用戶可以使用該工具對(duì)當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的圖形進(jìn)行加，減，乘，除和積分等運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果還是以示波器形式展現(xiàn)，用戶可以選擇生成該曲線的圖片或?qū)С鲈撉€的EXCEL數(shù)據(jù)等將運(yùn)算結(jié)果保存。

交叉圖形工具中為用戶提供曲線相關(guān)性分析功能，用戶可以對(duì)當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的任意兩條波形制作相關(guān)性曲線，還可以選擇生成該曲線的圖片或?qū)С鲈撉€的EXCEL數(shù)據(jù)等將相關(guān)性曲線數(shù)據(jù)保存。

頻譜分析工具提供信號(hào)的傅立葉頻譜變換功能，用戶可以對(duì)當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的任意一段曲線進(jìn)行頻譜變換，以獲取該信號(hào)的頻譜圖形，然后通過生成圖形或者EXCEL文檔形式將數(shù)據(jù)保存。

用戶通過有效值計(jì)算工具可以對(duì)當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的特定信號(hào)進(jìn)行有效值計(jì)算，以獲取信號(hào)的交流有效值。

用戶通過交流功率計(jì)算工具可以對(duì)當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的某2個(gè)特定信號(hào)進(jìn)行功率計(jì)算，計(jì)算的指標(biāo)包括有功功率，無功功率，視在功率，有效值，功率因素等。

三相分析工具是以當(dāng)前示波器時(shí)間窗口中的的6個(gè)信號(hào)為A/B/C三相的電壓和電流，計(jì)算每個(gè)信號(hào)的有效值，每一相的有功功率，無功功率，視在功率，功率因素以及三相電壓和電流的零序分量，正序分量，負(fù)序分量，并繪制各個(gè)信號(hào)，分量的相量圖。