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同步數(shù)據(jù)采集卡的電能質(zhì)量分析方案

電能質(zhì)量是指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的質(zhì)量。理想狀態(tài)的公用電網(wǎng)應(yīng)以恒定的頻率、標(biāo)準(zhǔn)正弦波和額定電壓對(duì)用戶供電。同時(shí)，在三相交流系統(tǒng)中，各相電壓和電流的幅值大小應(yīng)相等、相位對(duì)稱且相差120度。但由于系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等設(shè)備非線性或不對(duì)稱、負(fù)荷性質(zhì)多變，加之調(diào)控手段不完善及運(yùn)行操作、外來(lái)干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)并不存在。因此，產(chǎn)生了電網(wǎng)運(yùn)行電力設(shè)備和供用電環(huán)節(jié)中的各種問(wèn)題，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量的概念。

根據(jù)現(xiàn)象可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。

對(duì)于電能質(zhì)量分析，同步采集是一個(gè)首要條件，如果采用異步采集，通道間的采集時(shí)間差，會(huì)帶來(lái)相位、功率等方面的誤差。以三相四線的電能質(zhì)量分析分例，需要分別采集三相的電壓和三相的電流，以及零線電流。那么，就需要7個(gè)通道完成數(shù)據(jù)采集工作。

數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)傳輸方式是指數(shù)據(jù)采集卡將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)的方式。數(shù)據(jù)采集卡的制造廠商附件中都會(huì)提供相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件（DLL）和相應(yīng)的函數(shù)及應(yīng)用方法，并給出常用語(yǔ)言的例程。一般數(shù)據(jù)采集卡有三種方式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

（1）軟件讀取   計(jì)算機(jī)通過(guò)軟件對(duì)每一次AD采樣發(fā)出命令，等待采樣結(jié)束，然后讀取采樣結(jié)果。這種方式數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，占用計(jì)算機(jī)資源較多，在計(jì)算機(jī)全速運(yùn)行的模式下一般可達(dá)30Kbit/s。但這種方式編程簡(jiǎn)單，對(duì)于采樣速度要求不高（<10000K/s）和計(jì)算機(jī)負(fù)荷不重的情況下通常采用這種方式。

（2）中斷方式   計(jì)算機(jī)采用中斷方式接收數(shù)據(jù)采集卡的采集結(jié)果。這種方式計(jì)算機(jī)的資源較少，是一種搞笑的數(shù)據(jù)傳輸方式，適合高速連續(xù)的數(shù)據(jù)采集和處理。不是所有的數(shù)據(jù)采集卡都具有中斷傳輸?shù)墓δ?，這一點(diǎn)在主句采集卡選型的時(shí)候一定要注意，有些數(shù)據(jù)采集卡標(biāo)稱具有中斷傳輸功能，但并不可靠，甚至無(wú)法使用。一般要具有中斷傳輸功能并可靠的工作，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)有FIFO是必要的，沒(méi)有FIFO的數(shù)據(jù)采集卡很難保證中斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?

（3）DMA方式   采集卡與計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存器的直接數(shù)據(jù)存取，這種方式在實(shí)際應(yīng)用中不多。

數(shù)據(jù)傳輸方式很大程度上決定了數(shù)據(jù)采集的速度，標(biāo)稱的速度是數(shù)據(jù)采集卡能夠達(dá)到的較大采樣速度，如果不使用恰當(dāng)?shù)膫鬏敺绞剑ǔＪ沁_(dá)不到標(biāo)稱采樣速度的。

高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)

高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)將目前較先進(jìn)的高速AD(1GS/S、500MS/S、180MS/S、125MS/S)，PCI-E總線，大規(guī)模磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)及現(xiàn)代信號(hào)分析處理技術(shù)融合在一起，用于實(shí)時(shí)采集和記錄復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中各種調(diào)制形式的中頻或射頻信號(hào)、高重頻雷達(dá)及超聲脈沖信號(hào)，將獲取的原始信號(hào)數(shù)據(jù)以高達(dá)1.4GB/s速率直接存儲(chǔ)到磁盤(pán)陣列中，另外數(shù)據(jù)可通過(guò)8GB/S的高速內(nèi)部總線提交給GUP高的性能處理器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)高速實(shí)時(shí)處理及分析.系統(tǒng)的信號(hào)采集處理連續(xù)存儲(chǔ)管理軟件，實(shí)現(xiàn)各類參數(shù)控制，時(shí)域、頻域顯示、時(shí)頻分析，信號(hào)累加平均及各種信號(hào)處理算法、并將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)高速寫(xiě)入本地磁盤(pán)陣列中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、自動(dòng)分析與管理， 軟件可按不同系統(tǒng)要求定制。

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