使用CompactRIO檢測電弧的間歇性接地故障

　　作者:

　　Christoffer Örndal - Department of Measurement Technology and Industrial Electrical Engineering, Lunds University

　　Andreas Andreas Jönsson - DLAB – Lund University

　　Magnus Akke - DLAB – Lund University

　　行業:

　　能源/電力

　　產品:

　　cRIO-9014, 實時模塊, FPGA模塊, NI 9239, LabVIEW

　　挑戰:

　　開發一個通信靈活的便攜式測量設備，可以記錄電力系統中的高頻瞬變以及在線向多個用戶顯示數據。

　　解決方案:

　　使用NI CompactRIO平臺與LabVIEW軟件快速開發了一個高度靈活的測量系統原型，提供快速采樣和大帶寬。

　　"該原型系統是基于CompactRIO和LabVIEW，展示了低成本靈活的開發平臺如何結合現代通信技術實現對電力系統中各個部分的控制和測量。"

　　大 部分電網保護系統的主要缺點是無法準確地檢測接地故障的根源。導致出現接地故障后，電網的大部分不得不被強行斷開，許多客戶將失去電力供應。這不僅導致客 戶對電力服務失望并且電力供應商也將收到罰單。背后的原因大多存在于保護單元的采樣頻率過低以及采用了低通濾波。現有保護系統的基本限制來自于測量信號高 頻成分數據的缺失。

　　瑞典隆德大學的電子工程系與能源公司E.ON Elnät共同合作建立了實驗室研究電網的分配系統。該項目意在模擬和準確地檢測出影響電力系統正常運行的不利因素，如接地故障等。

　　高頻瞬變在電網中屢見不鮮。除接地故障，瞬變也出現在健康的系統中，通常是由于線路開關通電時產生的瞬變。瞬變信號的分析表明其頻率成分可達到數千赫茲(圖1)。

　　圖1 圖中的表格記錄了接地故障期間的瞬變，其中實線是 NI 9239模擬輸入模塊以50kHz的采樣率采集到的原始信號，虛線則是同樣的信號經過一個截止頻率為300Hz的二階的巴特沃茲低通濾波器之后以1000Hz的采樣率采集后的結果