1 引言 
　　電力參數的檢測是電力設備進行自動控制的前提與基礎，同時亦是電力設備能夠正常運行的先決條件。電力系統作方案時往往需要考慮多種參數檢測的方法，并從中選取最優的一種檢測方法。

2 問題的引出 
　　本文所述為風力發電變流裝置的電力參數檢測部分。受風速的影響，風力發電機出線端的頻率、電壓均是波動的。風力發電變流裝置的作用是將發電機的電變換為與電網同頻、同相，并將電能傳送至電網。本文不對風力發電變流裝置作更為詳細的介紹，感興趣的讀者可查閱相關文獻資料。考慮到可靠性等實際情況，該裝置需用可編程控制器Siemens PLC300。此變流裝置需要測量發電機端電流、電壓、發電機轉速、扭矩，電網端電流、電壓、功率因數、有功功率、無功功率等電力參數。本文所述為如何使用PLC300測量這些電力參數，其中著重介紹如何使用PLC300測量發電機轉速、功率因數等。

3 檢測方法 
　　工業上對于電力參數的檢測一般使用傳感器將電流電壓信號轉換成與其同步的弱信號，并將其A/D變換后，再使用單片機計算得出所需要的各種數據。但是PLC300的12位模擬量輸入模塊每個模擬量輸入通道的最小轉換時間TT為17ms，每個模擬量輸入模塊有8個通道，對每個模擬量的采樣時間TS為136ms。如果采用分辨率更高的模擬量輸入模塊，采樣時間還要加長[1]。而電網信號的周期T為20ms，不能保證TS<<T，PLC300的模擬量輸入模塊無法處理電壓、電流的同步信號。需要采用外圍電路對采集到的電力信號進行處理。
　　查閱PLC300的技術手冊發現的CPU 313C-2DP集成有3個計數器，每個計數器的最高計數頻率為30kHZ，此頻率為電網頻率50HZ的600倍，能夠用來測量電網的電力信號[1]。將電網同步的弱信號轉換成與其同步的電平信號，將電壓、電流的同步電平信號相“異或”，高電平的時間長度便是電網的電壓、電流相位差所對應的時間長度。將得到的相位信號與高頻脈沖相“與”，得到一系列斷續的高頻脈沖信號。將其送入PLC CPU，對其計數，便的計算出電網的相位角Ф。發電機所發出電的頻率與其轉速嚴格成正比。如圖1所示，介紹了電網相位與發電機轉速的檢測原理。電網的線電壓和相電壓存在的角度差30º，可以將線電壓與相電流的同步信號相“異或”，即給相位信號加入一個30º的零偏。通過檢測到的相位“〉”還是“<30º”,能夠判斷相位角是“超前”還是“滯后”，或者相反。同樣將發電機的同步電壓信號與30kHZ脈沖相“與”，送至PLC CPU,便可計算出發電機轉速。

      在測得相位角Ф、電網電壓為UN、電網電流為IN，可以通過下列公式算出其他的電力參數。

視在功率        SN=UN＊IN                                       （1）

有功功率        PN=3＊UN＊IN＊COS（Ф）                             （2）

無功功率        VN=3＊UN＊IN＊SIN（Ф）                              （3）

發電機轉速        s=60f/p=K/CS   （r/min）                         （4）

式中    SN——視在功率， PN——有功功率， UN——相電壓有效值

        IN ——相電流有效值，Ф——相位角，f—— 發電機端電壓頻率

        p——極對數，K——比例常數，CS——半周期的計數值

4  硬件電路