基于虚拟仪器的变压器电气参数测量

基于虚拟仪器的变压器电气参数测量

论文编号:ZD494 论文字数:36687,页数:72，有开题报告，任务书，文献综述
摘要：随着信息科学的发展，计算机和数据采集技术得到了越来越广泛的关注，在实际问题的解决中发挥了重要的作用。本文运用虚拟仪器软件配合PCI卡相关理论和方法解决实际问题中所面临的不精确、不确定性问题。本课题名为“基于虚拟仪器技术的变压器电气参数测量”，结合课题需要，主要研究电气测量的软件实现及信号采集技术。在分析了国内外电气测量技术研究现状的基础上，选择极具发展潜力的虚拟仪器测量技术，重点放在虚拟仪器的软件设计上。在研究了虚拟仪器的软件应用后，利用其设计各测量模块，再将各模块制作成子模块，利用菜单模块实现对各子模块的调用。具体说来，本课题共包括四个测量模块，分别是：电压比测量，绕组电阻测量，谐波分析，温升测量，同时还包括另两个模块：菜单模块以及采集通道模块，用以实现模块调用和数据采集。

关键词：LabVIEW, 虚拟仪器, 电气参数，测量, 变压器

The Electric Measurement of Transformer Based on LabVIEW Virtual Instruments
Abstract: With the development of science and technology, computer and DAQ technology have attracted more and more concerns from people and played an important role in problem- solving. In this thesis, the existing problem of inaccuracy and uncertainty shall be solved with the Virtual Instruments Software and the DAQ theory and methods.the title og mine is ‘The Electric Measurement of Transformer Based on LabVIEW Virtual Instruments’.Under the title, major efforts were put onto the researches of the Software and the DAQ technology.On the basis of the status quo of the researches on the electric measurement home and abroad, the topic of Virtual Instruments Measurement was well chosen because of its future potential of development. The focus was the software designing of the Virtual Instruments. After the research on the application of the Virtual Instruments Software, the result was helpful for the designing of each VI which later was made into subVI.In the designing of VI，the input of signals were realized by VI of temperature with DAQ technology. At last the transfer of subVI from the menu was achieved. Say in a specific way, this topic includes totally four measure the mold piece, respectively is: The electric voltage compare sub VI, rounding an electric resistance sub VI, the wave analysis sub VI, temperature measurement sub VI, including another two mold pieces at the same time:The menu sub VI and collect corridor sub VI, to carry out the mold piece and collect with data.

Key Words: LabVIEW； Virtual Instruments；Electric Element; Measurement； transformer

摘要…………………………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………………………2
第1章绪论 ………………………………………………………………………………3
1.1 变压器电气参数测量技术概况……………………………………………………3
1.2 电气参数测量的现状及存在的问题………………………………………………3
1.2.1 电气参数测量的现状…………………………………………………………3
1.2.2 存在的问题……………………………………………………………4
1.3 本课题的主要研究内容及意义……………………………………………………5
第2章虚拟仪器技术……………………………………………………………………6
2.1 虚拟仪器技术简介…………………………………………………………………6
2.2 虚拟仪器技术的发展及其应用……………………………………………………7
2.2.1 虚拟仪器发展面临的挑战和机遇……………………………………………8
2.2.2 虚拟仪器的发展趋势…………………………………………………………8
2.3 虚拟仪器系统的软件开发平台简介………………………………………………9
2.3.1 图形化编程语言LabVIEW……………………………………………………9
2.3.2 其它虚拟仪器软件开发平台………………………………………………13
第3章变压器电气参数测量方法研究及试验方法……………………………14
3.1 电压电流的测量……………………………………………………………………
3.1.1 有效值的测量…………………………………………………………………
3.1.2 峰值的测量……………………………………………………………………
3.2 电阻的测量………………………………………………………………………16
3.3 温度的测量………………………………………………………………………17
3.4 谐波测量…………………………………………………………………………18
3.4.1 谐波分析定义………………………………………………………………18
3.4.2 傅立叶变换…………………………………………………………………18
3.4.3 谐波测量注意事项…………………………………………………………20
3.4.4 标准频率……………………………………………………………………23
第4章变压器电气参数测量的LabVIEW语言实现……………………………24
4.1 变压比测量模块…………………………………………………………………24
4.1.1 波形图………………………………………………………………………24
4.1.2 Case结构……………………………………………………………………25
4.1.3 流程图设计…………………………………………………………………26
4.1.4 前面板设计…………………………………………………………………26
4.1.5 程序设计……………………………………………………………………27
4.2 绕组电阻测量模块………………………………………………………………27
4.2.1 数组…………………………………………………………………………27
4.2.2 基本公式节点………………………………………………………………29
4.2.3 流程图设计…………………………………………………………………30
4.2.4 前面板设计…………………………………………………………………30
4.2.5 程序设计……………………………………………………………………31
4.3 谐波分析模块设计………………………………………………………………31
4.3.1 信号的产生…………………………………………………………………31
4.3.2 FFT变换……………………………………………………………………32
4.3.3 谐波失真与频谱分析………………………………………………………33
4.3.4 簇……………………………………………………………………………34
4.3.5 流程图设计…………………………………………………………………36
4.3.6 前面板设计…………………………………………………………………36
4.3.7 程序设计……………………………………………………………………37
4.4 温升试验测量模块设计…………………………………………………………37
4.4.1 流程图设计…………………………………………………………………37
4.4.2 前面板设计…………………………………………………………………38
4.4.3 程序设计……………………………………………………………………38
4.5 数据采集模块……………………………………………………………………39
4.5.1 顺序结构……………………………………………………………………39
4.5.2 前面板设计…………………………………………………………………39
4.5.3 程序设计……………………………………………………………………40
4.6 变压器电气参数测量系统模块构成……………………………………………40
4.6.1 子模块的创建………………………………………………………………40
4.6.2 菜单设计……………………………………………………………………41
第5章硬件平台的原理、设计和实现………………………………………………44
5.1 系统总体方案设计框图…………………………………………………………44
5.2 虚拟仪器的典型构成……………………………………………………………44
5.3 传感器……………………………………………………………………………45
5.3.1 霍尔效应与霍尔板…………………………………………………………45
5.3.2 霍尔电流电压传感器………………………………………………………46
5.3.3 采集数据的传送……………………………………………………………46
5.3.4 交流电流（电压）/三组合交流电流（电压）变送器……………………47
5.4 数据采集…………………………………………………………………………50
5.4.1 数据采集技术简介…………………………………………………………50
第6章本设计中选用的数据采集卡………………………………………………51
6.1 数据采集技术……………………………………………………………………51
6.1.1 数据采集系统的典型结构…………………………………………………51
6.1.2 采集系统组建方式…………………………………………………………55
6.1.3 采样频率的选取……………………………………………………………56
6.1.4 采样方式……………………………………………………………………57
6.2 数据采集卡简介…………………………………………………………………58
6.2.1 性能及技术指标……………………………………………………………58
6.2.2 元件位置图、信号输出插座和开关跳线选择定义…………………………60
6.2.3 模拟输入信号的连接方式…………………………………………………62
6.2.4 PCI2604端子板说明…………………………………………………………63
6.2.5 PCI2604板元件位置图………………………………………………………65
参考文献……………………………………………………………………………………66
致谢…………………………………………………………………………………………67

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