LabVIEW可视化电力系统继电保护开发与实验平台研究(3)

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1．2 虚拟仪器技术

虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成测试、测量和自动化应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发，基于电脑或工作站、软件和I/O部件来构建虚拟仪器。I/O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板（DAQ）或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品（如LabVIEW）、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。同其他技术相比，虚拟仪器技术具有性能高，扩展性强，开发时间少，无缝集成四大优势。文献综述

1．3 LabVIEW概述

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而 LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是 LabVIEW 的程序模块。VI分为前面板和后面板，前面板用来建立用户界面，LabVIEW提供了很多外观与传统仪器类似的控件，例如万用表，示波器等显示工具，以及开关，旋钮等控制控件，用户可以方便地用其来编制用户界面，同时也可以设计用户的自定义控件；后面板用来编写图形化的程序，用户使用图标和连线，也就是程序框图代码，编写程序控制对前面板的变量进行控制。

1．4 研究内容和全文结构

本文基于经典的保护原理，以LabVIEW作为开发平台，介绍了建立一个简单的三段式距离保护的开发过程。这里将距离保护按照功能划分为采样与滤波模块，启动模块，振荡闭锁模块，故障判断与选相模块，阻抗继电器模块以及保护动作模块，分别介绍了不同模块的算法以及编程方法，最后将各个模块组建成完整程序。同时通过MATLAB建立模型，仿真产生各种类型的故障波形，来完成距离保护仿真平台的整体测试。

全文总共分为五章，第一章简要介绍了本文的研究背景和意义，第二章介绍了距离保护仿真平台的整体设计思路，第三章具体阐述了距离保护各个功能模块的原理和开发过程，第四章介绍了利用MATLAB仿真故障波形对该平台进行测试，第五章是对全文的一个总结。

2 平台总体设计方案

2．1 整体设计方案

通过上文的叙述，本平台是基于LabVIEW 2011开发，按照经典的保护原理，搭建的一个简单的三段式距离保护。本设计基本涉及到了距离保护最基本的功能，首先对MATLAB仿真的故障信号进行采样和滤波，采样得到的数据经由启动模块判断是否启动保护，直到发现故障，保护模块启动。保护模块启动之后系统进入到振荡闭锁模块进行判断，若振荡闭锁开放，就进入阻抗继电器功能，否则返回。阻抗继电器启动以后，先判断故障类型和故障相，根据判断结果计算测量阻抗，再根据计算出的测量阻抗判别故障发生的区段，最后启动相应区段的保护动作。具体工作流程如图2-1所示。