[發明專利]一種高精度電壓暫態事件檢測與錄波方法

有效

• 申請號: 200810143279.3
• 申請日: 2008-09-25
• 公開（公告）號: CN101363896A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 金維宇;劉鐵軍;吳海強;譚樹和
• 申請（專利權）人: 長沙威勝能源產業技術有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/165;G01R19/175
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所
• 代理人: 蔣進

技術領域

本發明涉及電壓暫態事件檢測與錄波技術，特別是涉及一種電力系統及電力用戶配電網的電壓暫態事件的高精度檢測與錄波方法。

背景技術

電力系統及電力用戶配電網的電壓暫態事件是指電壓暫升、暫降和短時中斷事件，檢測與錄波主要記錄事件發生時間，持續時間以及電壓跌落幅度以及事件波形。電壓驟降是指電壓有效值下降至額定電壓的10％至90％之間，且持續0.5周波至數秒；電壓驟升是指電壓有效值上升至額定電壓的110％以上，且持續0.5周波至數秒；短時中斷是指電壓有效值下降至額定電壓的10％以下，且持續時間0.5周波到1分鐘。現有的電壓暫態事件檢測與錄波方法大部分采用半波有效值進行檢測與錄波，采用半波有效值算法監測暫態事件主要存在以下不足：對于持續時間小于一個周波的電壓暫態事件的持續時間和電壓升降幅度無法準確計算和檢測，并且監測暫態事件的持續時間的精度只能達到20ms，難以達到電力系統故障分析的要求。

發明內容

本發明目的就是克服上述己有技術采用半波有效值算法檢測電壓暫態事件，持續時間精度難于達到電力系統故障分析要求的技術問題，提供一種對電壓暫態事件及其持續時間檢測精度高，并能準確記錄電壓暫態事件波形的電力系統及電力用戶配電網電壓暫態事件高精度檢測與錄波方法，為電力系統故障分析提供一種可靠的依據。

為實現上述發明目的采用的技術方案是：

通過軟件插值使數字信號處理(DSP)板采集的工頻電壓信號同步至50HZ的工頻電壓信號，并對同步后的工頻電壓信號通過軟件插值進行相位調整，以使每周波第一個采樣點的值剛好為零；并通過軟件程序將同步后的工頻電壓信號的每一個周波數據進行4倍倍頻。

然后，由DSP程序對倍頻后的電壓有效值偏差進行判斷，首先，采用U1d1進行判斷，如果U1d1在2％偏差以內則認為電壓正常，不用依1/2周波、1/4周波、1/8周波的順序進入下一級的有效值判斷；當U1d1偏差超過2％時，程序會計算半波有效值，當半波有效值偏差范圍在2％內時，程序也不進行下一級的有效值判斷，依次類推，直至分析到1/8周波有效值；并對電壓有效值偏差超過10％的由事件記錄程序記錄事件個數及其電壓幅值、累計持續時間和相應的電壓波形；同時DSP利用微控制(MCU)板每3秒傳送過來的一個實時時間作為記錄上述事件的采樣數據在緩沖區存儲位置的時間標記，并以此標記推算事件發生時間。

最后，DSP程序從事件記錄池中申請一條空的事件記錄將記錄在錄波緩沖區中的上述事件及其對應波形填好后掛到事件鏈表上，MCU程序根據事件鏈表提供的信息進行波形記錄，并將數據存儲到它的硬盤存儲器中。

本發明方法的優點是通過軟件同步與軟件倍頻技術，提高了暫態事件檢測精度，能夠進行連續的電壓暫態事件(電壓暫降、暫升和短時中斷)檢測，并能對檢測到的電壓暫態事件進行錄波。采用本發明方法能準確檢測大于等于5ms(毫秒)電壓暫態事件及其波形，事件持續時間精度達到2.5ms，并能記錄事件發生前后0～20個周波以及事件持續時間內的電壓電流波形，為電力系統故障分析提供了更為準確的時間依據。同時能根據電壓偏差的程度合理選擇倍頻檢測的次數，將電壓偏差小于2％的視為電壓正常，不進行1/2或1/4或1/8周波的檢測，因此既平衡了檢測過程中的計算量，又能滿足精度要求。

附圖說明

圖1為本發明新型高精度電壓暫態事件檢測與錄波方法的原理框圖；

圖2為本發明實施例中檢測到的電壓驟降50％持續時間5ms的錄波波形；

圖3為本發明實施例中檢測到的電壓驟降50％持續時間7.5ms的錄波波形。

具體實施方式

下面接合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施本發明方法需要的硬件平臺包括一個數字信號處理(DSP)板，一個微控制(MCU)板，一個電源板組成。DSP板主要包括儀用電壓電流互感器、A/D轉換器、一個數字信號處理器(DSP)。MCU板主要包括微控制器、硬盤存儲器等。DSP板與MCU板之間采用HPI數據總線連接，MCU可以通過DSP數據總線自己訪問DSP板上的數據存儲空間。DSP通過下面的檢測和計算方法檢測電壓暫態事件，并將事件通過事件鏈表的方式上報MCU，MCU根據事件記錄中的錄波信息進行錄波，并將數據存儲在硬盤存儲器中。

本發明方法的具體實施過程是：