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同步数据采集卡的电能质量分析方案

电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。理想状态的公用电网应以恒定的频率、标准正弦波和额定电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值大小应相等、相位对称且相差120度。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称、负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态并不存在。因此，产生了电网运行电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。自采样数据采集系统出现以来，由于输入信号采样不足而引起的混叠问题就一直存在。

根据现象可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

对于电能质量分析，同步采集是一个首要条件，如果采用异步采集，通道间的采集时间差，会带来相位、功率等方面的误差。以三相四线的电能质量分析分例，需要分别采集三相的电压和三相的电流，以及零线电流。那么，就需要7个通道完成数据采集工作。

数据采集卡简介

将需要测试的模拟或数字信号，自动采集并送到上位机中进行分析的过程是数据采集。数据采集卡是基于ISA、PCI、PCI-E、485、232、USB、以太网、以及无线网络等总线接入计算机的，实现数据采集功能。

数据采集卡广泛应用于各个领域，其功能主要有模拟量输入（AD）、模拟量输出（DA）、数字I/O、计数器/测频器、PWM输出等。

对于数据采集卡来说，模拟量输入的信号主要是外部传感器经信号处理转变成的电压或电流。其主要的规格参数包括采样的通道数；高速数据采集卡在雷达信号的采集与分析使用短占空比，多种调制类型和关键定时的脉冲波形的雷达信号需要提供高带宽，成比例的采样率，长内存和快速数据传输的测量系统。输入模式(差分输入模式或单端输入模式);极性(单极性或双极性);输入范围(提供多种选择范围);分辨率(8/12/16/24bit);采样方式(轮询又称为通道切换、同步又称为并行);采样速率(几Hz到几GHz);采集时钟(轮询、内部、外部);FIFO（缓冲区）的有无及大小。

数据采集卡

数据采集卡，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集卡，即实现数据采集（DAQ）功能的计算机扩展卡，可以通过USB、PXI、PCI、PCIExpress、火线（1394）、PCMCIA、ISA、CompactFlash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入个人计算机。为了将lsb转换成电压，我们取数字化仪的输入范围除以2，提高到数字化仪的分辨率。