[实用新型]一种船舶电能质量检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶电能质量检测装置，属于电力系统检测技术领域，特别适于用作采用变频调速装置的船舶综合电力推进系统中电力系统检测装置。

背景技术

电能质量检测装置是用于对电力系统的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度和功率因数进行测量。利用测量结果，了解电能质量，提高用电效率，降低损耗，改善电气环境，增加国民经济总体效益。

20世纪80年代以来，综合电力推进技术已经逐步成为现代船舶动力发展的趋势，并得到广泛应用。船舶综合电力推进系统之所以能快速发展，很大程度上归功于近年来电力电子技术、现代控制技术、微电子技术和计算机技术的进步，使交流调速技术取得了突破性进展，交流电动机的调速性能已经达到甚至超过直流电动机，而且交流电动机功率很大，可以满足现代船舶电力推进对电动机容量的要求。

交流推进电动机的调速主要采用变频调速，这就要求向交流电机供电的电源能够同时改变电压幅值和频率。在采用电力电子器件实现变频调速的过程中，由于电力半导体器件的开关特性，在其输入和输出侧的电压和电流都会出现波形的畸变，产生大量的谐波。此外，船舶上使用了较多的非线性负载，如冲击负荷设备等也会产生谐波，特别是大功率的设备及其相应的电力变换装置的投入使用，必将产生更加丰富的谐波。

对船舶综合电力推进系统而言，大量的谐波存在，会使发电、输出和用电设备的效率降低、电气设备出现过热，产生震动和噪音，并导致绝缘老化、使用寿命缩短，甚至发生设备故障或烧毁；谐波还会引起船舶继电保护设备和自动控制装置的可靠性降低，导致产生误动作；另外，谐波对通信设备和电子设备也会产生严重干扰。所以，在采用综合电力推进的船舶上，谐波是一个必须认真解决的问题。

目前船舶电能质量检测装置，绝大部分采用第三代测试仪器——智能仪器，如便携式电能质量检测装置、手持式电能质量检测装置，它们主要利用数字技术和硬件来实现，很容易受到外界环境的影响，且测量精度不是很高，在检测不同指标时，需要更换相应硬件，这给检测和分析带来很多不便，为实现更多参数的测试，就必须额外配有辅助硬件，大大增加了体积和成本，而且给仪器的升级带来不便。传统的电能检测装置实时性较差，不能实时地保存大量数据，不便于观察历史数据，而现代的电能质量监测系统需要处理和保存大量数据。现有技术目前广泛采用的是统计型电压表检测电压合格率，采用便携式谐波分析仪测量谐波水平。这种电能质量检测手段和管理模式存在实时性差、检测指标少、测量误差大、工作量大及效率低等局限性。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术存在的缺点，实现对船舶电力系统的电能进行测量，包括对船舶电力系统的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、频率进行测量，同时能对信号数据进行记录存储、报警、数据重现回放、检测报表打印、远程监控；实现检测实时性好、检测指标多、测量误差小、工作量小及效率高的目的；依据检测结果指导船舶电力系统的技术改造，提高能源利用效率，降低功率损耗。

本实用新型的技术方案是：一种船舶电能质量检测装置，它包括电压传感器、电流传感器、信号调理电路、数据采集卡及计算机；软件模块包括：启动界面模块、参数修正模块、数据采集模块、谐波分析模块、波形显示模块、报警模块、数据存储模块、远程监控模块、报表生成模块、数据重现回放模块；所述的电压传感器、电流传感器通过插件与信号调理电路连接，该信号调理电路通过信号线与数据采集卡连接，用于将电压传感器、电流传感器输出的电压信号、电流信号转换成数据采集卡能接收的信号。

本实用新型所述的数据采集卡，其数据采集通道为3-12个，数据采集卡的分辨率大于等于19位、小于等于36位。

本实用新型所述的数据采集卡，它与变频器Δ绕组和Y绕组的a相和b相及c相连接，用于接收包括变频器Δ绕组和Y绕组的a相和b相及c相的电压信号及电流信号。

本实用新型所述的数据采集卡选用0-10V输入、24位分辨率、50ks/s/ch、通道同步采样、抗混叠和防泄漏的数据采集卡。

本实用新型所述的数据采集卡与计算机是USB即插即用的插口连接。

本实用新型所述的谐波分析模块，它用于分析计算采集卡采集的数据信号，计算出电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度以及频率。