基于labview的接地電阻測量系統的設計

摘 要：基于labview軟件平臺，在信號調理電路模塊、高精度數據采集卡及計算機等硬件資源的基礎上，設計一套針對接地測量儀器設備檢驗系統，系統通過對接地電阻的電流、電壓信號進行測量，再根據數學模型計算出結果，最后結合存儲數據以及顯示波形，與原有的接地儀器所測量的結果進行數據的分析與評價。

關鍵詞：labview；接地測量儀器；數據分析

引言

隨著電網接地裝置性能檢測方法的日益成熟，進行接地裝置測量的儀器設備層出不窮，市場上魚龍混雜，目前國內沒有一個統一的方法、標準對其性能要求進行限定，也沒有一個統一的結構對其進行入網檢測、校驗，這就給接地裝置的準確評估帶來了極大的隱患[1]。

該文章針對接地測量儀器，研究設計了一套完整的校驗系統，可以對接地裝置的電流、電壓、接地阻抗等方面進行準確評估，避免了由于測量設備的誤差所造成的錯誤評價，消除了對電網的安全運行帶來極大的危害，保證了其性能和精度的要求。

1 系統的總體設計

系統由硬件和測試分析軟件兩大部分組成，系統的總體設計如圖1所示。分析系統以 labview12.0為開發平臺，而軟件是虛擬儀器的核心部分，系統總體設計框圖如圖1所示。

圖1 系統的總體設計框圖

系統軟件由控制底層硬件管理模塊與分析功能模塊組成，完成虛擬儀器特定的邏輯分析處理過程。硬件是虛擬儀器工作的基礎，主要由調理電路、數據采集卡和計算機組成，完成對被測信號的采集、傳輸、運算處理及顯示測試結果等。

2 測量方法

圖2 接地電阻測量原理圖

該文章采用三極法進行測量，接線原理圖如圖2所示，其中電位極處于實際的零點為區內，在確定電位極位置時，可在接地體與電流極之間多個位置測量嘗試，而實際中常采用0.618法，即電位極到接地體的距離dGP是電流極到接地體距離dGC的0.618倍，而電流極到接地體的距離是根據接地網最大對角距離確定的，一般取dGC=（4～5）D，D為接地網最大對角距離[2]。

3 系統軟件設計

在系統的編制過程中采用了結構化和模塊化編程的基本思路[3]。軟件應用DAQ實現了硬件-NI數據采集卡與labview軟件之間的信號輸送，并開發了一套高效、準確的信號分析系統。軟件設計框圖如圖3所示。

圖3 軟件設計框圖

4 信號分析系統

信號分析系統主要是由三部分組成，分別是時域分析、頻域分析和相關性分析，通過分析可以得到電流、電壓信號的均值，再根據數學模型測量得到接地電阻的值[4]。分析系統前面板和程序框圖如圖4、圖5所示。

圖4 程序前面板

圖5 程序框圖

5 結束語

該文章針對接地電阻的測量，設計了一套基于labview的數據采集和信號分析與處理系統，實現了對信號的時域分析、頻域分析、相關性分析等[5]。系統利用labview軟件分析準確和高效，對接地電阻進行精確的測量。該系統同樣可以廣泛用于測試測量領域，完成對信號的實時采集和處理。

參考文獻

[1]何金良，曾嶸.電力系統接地技術[M].北京：科學出版社，2007.

[2]卜云平.接地裝置的接地電阻測量[J].實用測試技術，2000（2）.

[3]楊樂平，李海濤，楊磊.labview程序設計與應用[M].2版.北京：電子工業出版社.

[4]蔡國英，張宏群.基于labview的信號產生和分析系統[J].國外電子測量技術，2007，26（7）：12-14.

[5]張桐，陳國順，王正林.基于labview精通labview程序設計[M].北京：電子工業出版社：2008.

*通訊作者：張慶杰（1990-），男，河南省孟州市，西安工程大學碩士，研究方向為機電控制。