基于LabVIEW的电气化铁路电能质量监测系统的设计

　　在主程序的前面板中，可以利用LabVIEW提供的选项卡控件“Tab Control.vi”功能函数来实现分页，其电能质量监测主程序前面板如图3所示。图中程序页面显示的是伏安测量页面，每个页面可以实现不同的测试任务。

　　3 电力参数测量程序与测试结果

　　对于电气化铁路，供电部门的电能质量评价指标主要有功率因数、三相电压不平衡度、各次谐波电压及谐波电流、电压总谐波畸变率和电压波动及闪变等。本系统监测的电力参数有电流、电压、频率、谐波、功率因数、功率(右功、无功、视在功率和总功率)、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度和闪变等。

　　由于谱泄漏的原因，为了减少泄漏误差，避免信号在做谐波分析时发生混叠，首先要对信号进行加窗处理，再通过FFT变换完成谐波分析。这里以A相电压的谐波测量为例，给出了如图4所示的基于LabVIEW的谐波计算流程图。

　　基于虚拟仪器的电气化铁路电能质量参数监测系统同样必须具备传统监测系统的三大功能模块，即数据采集模块、数据分析处理模块和结果显示模块。本系统的软件开发环境为LabVIEW，它是美国NI公司推出的一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具。对于一个虚拟仪器系统而言，软件是关键，是灵魂，硬件仅用于解决信号的输入和输出。

　　谐波测量模块一般要实现各次谐波频率、幅值和THD这三个参数的测量。谐波分析的方法很多，理论和实现上都比较成熟的是快速傅立叶变换(FFT)分析法，LabVIEW提供有谐波分析软件包，可供直接进行快速频谱分析。

　　根据GB/T14549-93中的附录D补充件第三条：对于负荷变化快的谐波源(如炼钢电弧炉、电力机车等)，测量的时间间隔不大于2 min，谐波测量次数一般不小于30次。根据IEC 1000-4-7：1991，电磁兼容(EMC)第四部分第七节中，谐波测量范围取基波和2~40次谐波。本系统中，总谐波次数取40次。