1 问题的引出
对电力参数的检测是电力设备进行主动操控的条件与根底，一起亦是电力设备可以正常运转的先决条件。电力体系作计划时往往需求考虑多种检测参数的办法，并从中选取最优的一种检测办法。
受风速的影响，风力发电机出线端的频率、电压均是动摇的。风力发电变流设备的作用是将发电机的电能变换为与电网同频、同相的电能，并将其传送至电网。本文不对风力发电变流设备作更为具体的介绍，感兴趣的读者可查阅相关文献资料。考虑到牢靠性等实际情况，该设备需用Siemens可编程操控器PLC 300。此变流设备需求丈量发电机端电流、电压、发电机转速、扭矩，电网端电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率等电力参数。本文所述为怎么运用PLC 300丈量这些电力参数，其间侧重介绍怎么运用PLC 300丈量发电机转速、功率因数等。
2 检测办法
工业上关于电力参数的检测一般是运用传感器将电流、电压信号转化成与其同步的弱信号，进行A/D转化后，再运用单片机核算得出所需求的各种数据。PLC 300的12位模拟量输入模块的每个模拟量输入通道的最小转化时刻tT为17 ms，又因每个模拟量输入模块有8个通道，所以对每个模拟量的采样时刻tS为136 ms。假如选用分辨率更高的模拟量输入模块，则采样时刻还要加长[1]。而电网信号的周期T 为20 ms，不能确保tS T，所以PLC 300 的模拟量输入模块无法处理电压、电流的同步信号，需求选用外围电路对收集到的电力信号进行处理。
查阅PLC 300 的技能手册，发现其CPU 313C-2DP 集成有3 个计数器，每个计数器的最高计数频率为30 kHz，此频率为电网频率50 Hz 的600 倍，可以用来丈量电网的电力信号[1]。将和电网同步的弱信号转化成与其同步的电平信号，把电压、电流的同步电平信号相“异或(XOR)”，则高电平的时刻长度就是电网的电压、电流相位差所对应的时刻长度。把得到的相位信号与高频脉冲相“与(AND)”，会得到一系列断续的高频脉冲信号，送入PLC 300 的CPU，对其计数，便核算出电网的相位角渍。发电机所宣布电的频率与其转速严厉成正比，所以，经过检测频率即可取得电机转速。如图1 所示，介绍了电网相位与发电机转速的检测原理。由电网的线电压和相电压存在的视点差30°，可以将线电压与相电流的同步信号相“异或”，即给相位信号参加一个30°的零偏。经过检测到的相位“>30°”仍是“30°”，可以判别出相位角是“超前”仍是“滞后”，或许相反。相同将发电机的同步电压信号与30 kHz 脉冲相“与”，送至PLC 300的CPU，便可核算出发电机转速。
3 硬件电路
硬件电路是整个丈量体系安稳作业的根底，规划的合理与否将直接关系到体系能否正常作业以完成规划的功用。硬件电路规划应遵从以下准则[2]：
1)单元电路规划模块化把体系功用细分为不同的单元，各单元电路独立完成其功用，这样电路规划的思路就很明晰。
2)高牢靠性规划硬件电路规划进程中尽可能选用集成电路，少用分立元件;尽可能运用高集成度元件，削减元件运用的数量。而且优先考虑经实践证明老练的电路。
3)抗搅扰规划本体系的现场作业环境比较恶劣，在硬件电路规划进程中一定要考虑各种搅扰，采纳抗搅扰办法。
4)高准确度规划本电路要完成的功用是对电力参数的丈量，既然是丈量就必定有引起丈量差错的各种要素。在硬件电路规划的进程中一定要扫除相应的差错要素。
规划硬件电路时先选用二阶滤波器对电网和发电机的同步信号进行滤波，再由LM339 组成的过零比较器将其变换成同步电平信号。考虑到高频脉冲的安稳性，选用1 MHz的石英晶振作为脉冲信号源，再用计数器对1 MHz脉冲信号进行35倍分频，得到28.57 kHz的脉冲信号。电路图如图2所示。依照前面所述的处理信号的办法，将得出的信号送至PLC 300的CPU。
4 差错剖析
本文所述的体系选用工业上常用的同步变压器和电流传感器发生同步电压、电流信号。由发生同步信号形成的相位差错可以忽略不计，丈量差错为1个脉冲周期引起的差错。所选用脉冲的周期为35μs，可以得到丈量差错如下所示。
功率因数的丈量差错
本体系所述的现场同步风力发电机极对数为44，输出频率为7~22 Hz。考虑到丈量的快速性，使用PLC300的CPU的高速计数功用丈量发电机转速，每个电压信号周期的高电平期间将脉冲串送至PLC300的CPU 的高速计数器，每个周期内的计数值CS650。所丈量发电机转速的相对差错为
Δn / n =ΔCS /CS=1/650=1.5×10-3 (8)
对设备电力参数的检测成果校验标明，检测差错均能操控在0.5%之内。
5 结语
本文所述的电力参数的检测办法可以习惯PLC300的CPU与工业现场的需求;所需电路简略，牢靠性高;丈量精度高。风力发电变流器在工业现场运转安稳牢靠，所检测的电力参数完全能满意精度要求。
