Разработанная система позволяет регистрировать параметры системы электроснабжения в заданный промежуток времени, выводить форму питающего напряжения и тока, амплитудо- и фазочастотные спектры, строить трехфазный годограф, рассчитывать коэффициент нелинейных искажений. Анализируя эти параметры, можно перераспределить текущих потребителей и добавить новых для уменьшения их влияния друг на друга, а также на сеть в целом.
Система (рис. 1) состоит из программной и аппаратной частей. В аппаратную часть входят блок преобразования и ноутбук. Программная часть – виртуальный прибор, созданный в среде графического программирования LabVIEW [1].
На вход блока преобразования подаются напряжения и токи с трех фаз и нейтрали. Напряжения подаются напрямую через зажимы UA, UB, UC, UN (рис. 2), а токи – посредством токоизмерительных клещей Mastech M97B, подключенных к зажимам IA, IB, IC, IN. Питание блока осуществляется от измеряемой сети [2]. На задней стороне блока преобразования (рис. 3) расположен интерфейсный разъем USB для связи с ноутбуком и селектор максимального значения измеряемого тока от 3 до 300 А.
Все основные операции блока преобразования выполняются при помощи АЦП NI USB-6009 OEM. Для работы системы используются 7 аналоговых каналов входа с частотой дискретизации 6 кГц на каждый канал. Максимальное входное напряжение АЦП составляет ±10 В. Для приведения фазного напряжения к значению, не превышающему 10 В, а также для осуществления гальванической развязки используются изолирующие усилители D5-D7 (рис. 4). Рабочий диапазон измерения клещей составляет 0,1– 300 А. Соотношение выходного напряжения к входному току составляет 1 мВ на 0,1 А.
Для приведения напряжения с клещей к необходимому значению, а также для уменьшения влияния шумов схемы и АЦП используются операционные усилители OP1-OP4 с изменяемым коэффициентом усиления. Коэффициент усиления изменяется многопозиционным переключателем SW1, при этом значение входного тока выбирается из 5 диапазонов: 0–3, 3–16, 16–30, 30–160, 160–300 А.