工智能技术建立人工神经 网络专家系统实现绝缘诊断的自动化。 介质损耗及介质损耗角 对于电容型绝缘设备通过对其介电特性的监测可以发现尚处于早期发展阶段的 缺陷。反映介电特性的参数有介质损耗角正切电容值和电流值是设 备绝缘的局部缺陷中由介质损耗引起的有功电流分量和设备总电容电流之比 它对发现绝缘的整体劣化例如绝缘均匀受潮较为灵敏而对局部缺陷即体积只 占介质中较小部分缺陷和集中缺陷则不易用测方法实现。 介质损耗的概念 电介质在电场作用下加电压后要发生极化过程和电导过程。有损极化过程中 有能量损耗在电导过程中电导性泄露电流流过绝缘电阻当然也有能量损耗。损耗程 度般用单位时间内损耗的能量即损耗功率表示。电介质出现功率的测量是电气设备绝缘试验中的个基本项目。 通过研究温度对值的影响力求在工作温度下的值为最小值而避开 最大值。 极化损耗随频率升高而增大尤其电容器采用极性电介质时其极化损耗随频辽宁科技大学本科生毕业论文第页 率升高增加很快当电源中出现高次如次次谐波时就很容易造成电容器绝 缘材料因过热而击穿。 用于冲击测量的连接电缆其绝缘的必须很小否则所测冲击电压通过 电缆后将发生严重的波形畸变影响到测量的准确性。 辽宁科技大学本科生毕业论文第页 虚拟仪器简介 虚拟仪器概述 从世纪年代提出智能仪器的概念到目前最新发展的虚拟仪器的思想人们对 测量仪器功能设计和应用的认识呈现出不断发展和深化的过程。从通用接口总线 到个人仪器再发展到图型化编程环境等使得虚拟仪器的思想 为工业界所接受促进了相关硬件和软件技术的发展。软件就是仪器它能最本质 地刻画出虚拟仪器的特征。 所谓虚拟仪器就是在通用计算机平台上用户根据需求来定 义和设计仪器的测试功能其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器 的功能计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的个重要方向。粗略地说这种结 合有两种方式种是将计算机装入仪器其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着 计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小这类仪器功能也越来越强大目前已经 出现含嵌入式系统的仪器。另种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操 作系统为依托实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。 虚拟仪器特点 与传统仪器相比虚拟仪器在智能化程序处理能力性能价格比可操作性等方 面都具有明显的技术优势具体表现为 智能化程度高处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于 仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求将先进的信号处理算法人工智能技 术和专家系统应用于仪器设计与集成从而将智能仪器水平提高到个新的层次。 复用性强系统费用低。应用虚拟仪器思想用相同的基本硬件可构造多种 不同功能的测试分析仪器如同个高速数字采样器可设计出数字示波器逻辑分析 仪计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活系统费用更低。通过与 计算机网络连接还可实现虚拟仪器的分布式共享更好地发挥仪器的使用价值。 可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义针对不同应用可以设计不同的操 作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观简便易于 理解测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印显示所 需的报表或曲线这些都使得仪器的可操作性大大提高。辽宁科技大学本科生毕业论文第页 虚拟仪器技术的发展 虚拟仪器从概念的提出到目前技术的日趋成熟体现了计算机技术对传统工业的革 命。在虚拟仪器技术发展中有两个突出的标志是总线标准的建立和推广二是 图形化编程语言的出现和发展。前者从仪器的硬件框架上实现了设计先进的分析与测量 仪器所必须的总线结构后者从软件编程上实现了面向工程师的图形化而非程序代码的 编程方式两者统形成了虚拟仪器的基础规范。 硬件技术的发展。要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠 性很重要的点是取决于传输测量数据的总线结构。在虚拟仪器中其分析功能是由 计算机来完成的或由计算机来控制的。因此接口总线的速度和可靠性是关键 总线标准的建立使得用户可以像仪器厂商样从访问寄存器这样的低层资源来设计 和安排仪器功能也使得用户化仪器功能设计得以实现。总线的出现使得虚拟仪 器设计有了个高可靠性的硬件平台。目前已出现了用于射频和微波领域的高端 仪器。当然采用普通总线尤其是工业总线的虚拟仪器也在不断发展这类 虚拟仪器主要面向般工业控制过程监测和实验室应用。 软件技术的发展。除了硬件技术外软件技术的发展和有关国际标准的建立 也是推动虚拟仪器技术发展的决定性因素之在接口总线出现以后关于程控 仪器的句法格式信息交换协议和公用命令的标准化直是人们关心的问题。标准程 序命令标准的建立向解决程控命令与仪器厂家无关这目标迈进了重要的 步。随着虚拟仪器思想的深入用户自己开发仪器驱动器已成为技术发展的客观要求。 过去仪器驱动都是由仪器厂家专门设计缺乏标准使得用户在仪器软件方面的投资得 不到保护。为此国际上专门制定了虚拟仪器软件体系标准建立了与仪器接 口总线无关的标准软件与等先进开发环境软件 相适应。开发个用户定制的虚拟仪器在软件技术上已经成熟。可以预计未来电子测 量仪器和自动化测试技术的发展还将更多地渗透虚拟仪器的思想。 虚拟仪器的分类 虚拟仪器的发展随着微机的发展和采用总线方式的不同可分为五种类型 总线插卡型虚拟仪器。这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与 专用的软件如相结合注美国公司的是图形化编程工具它辽宁科技大学本科生毕业论文第页 可以通过各种控件自已组建各种仪器构成测试系统它充分利用计算机的总线机箱 电源及软件的便利。但是受机箱和总线限制且有电源功率不足机箱内部的噪声 电平较高插槽数目也不多插槽尺寸比较小机箱内无屏蔽等缺点。另外总线 的虚拟仪器已经淘汰总线的虚拟仪器价格比较昂贵。 并行口式虚拟仪器。最新发展的系列可连接到计算机并行口的测试装置它 们把仪器硬件集成在个采集盒内。仪器软件装在计算机上通常可以完成各种测量测 试仪器的功能可以组成数字存储示波器频谱分析仪逻缉分析仪任意波形发生器 频率计数字万用表功率计程控稳压电源数据记录仪数据采集器。美国 公司的系列虚拟仪器它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连方便野 外作业又可与台式机相连实现台式和便携式两用非常方便。由于其价格低廉 用途广泛特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。 总线方式的虚拟仪器。技术是标准的虚拟仪器早期的发 展阶段。它的出现使电子测量的单台手工操作向大规模自动测试系统发展典型的 系统由台机块接口卡和若干台形式的仪器通过电缆 连接而成。在标准情况下块接口可带多达台仪器电缆长度可达米。 技术可用计算机实现对仪器的操作和控制替代传统的人工操作方式可以很多 方便地把多台仪器组合起来形成自动测量系统。测量系统的结构和命令简单 主要应用于台式仪器适合于精确度要求高的但不要求对计算机高速传输状况时应用。 总线方式虚拟仪器。总线是种高速计算机总线总线在领 域的扩展它具有稳定的电源强有力的冷却能力和严格的屏蔽。由于它的标 准开放结构紧凑数据吞吐能力强定时和同步精确模块可重复利用众多仪器厂 家支持的优点很快得到广泛的应用。经过十多年的发展系统的组建和使用越来 越方便尤其是组建大中规模自动测量系统以及对速度精度要求高的场合。有其他 仪器无法比拟的优势。然而组建总线要求有机箱零槽管理器及嵌入式控制器 造价比较高。 总线方式虚拟仪器。总线方式是总线内核技术增加了成熟的技术 规范和要求形成的增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的增加了多板发 总线以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。的高度可扩展性。具有个扩 展槽而台式系统只有个扩展槽通过使用桥接器可扩展到辽宁科技大学本科生毕业论文第页 介质损耗角检测系统的研究与设计 摘要 电力系统中检测高压设备的运行可靠性和发现电气绝缘方面缺陷介质损耗角的测 量必不可少。介质损耗角是项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标。本文介绍了介 质损耗角的基本概念和其意义简单分析了介质损耗角检测的传统方法详细介绍了测 量介损角的数字测量方法基波相位分离法。提出了种非同步采样条件下采用基波 相位分离法的补偿算法即采用等时间间隔电压电流信号进行采样同时对信号周期 波动产生的误差进行补偿。基于该算法合理配置测量系统的硬件实现方案。采用美国国 家仪器公司研制开发的实验室虚拟仪器工程平台对其进行仿真和试 验。仿真和试验结果表明该算法在增加较少运算量的同时提高了介质损耗角的测量精 度。开发出的测量系统很好的实现了电容型设备介质损耗角的在线检测它突破了传统 检测方法在数据处理显示等方面的限制并具备很高的智能度和性价比。 关键词介质损耗角虚拟仪器非同步采样算法 辽宁科技大学本科生毕业论文第页 辽宁科技大学本