[發明專利]一種高精度模擬量相位差測量方法

在審

• 申請號: 201410604057.2
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104330630A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 凌特利;張瑩;王利業;李曉朋;包偉;張春峰;姜艷娟;李萌;傅彥斌;顧峰;馬儀成
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明屬于電力系統測量(計量、測控)領域，具體涉及一種電力系統的二次側模擬量相位差測量方法。

背景技術

近幾年來，數據采集也越來越多被應用到電力行業中，其中許多被測值都是連續變換的模擬量，數據測量的準確性對電力系統的監測、計費等都會帶來較大的影響，例如當供電系統發生故障，如何評估當前電網的負荷，如果計量不準會錯誤的判斷電網實際情況，這時就需要對模擬量進行精準的測量。模擬量的相位誤差特別是電壓和電流間的相位差，會影響到保護動作和功率計算，高精度的功率計算對相位誤差的要求更高。基于此提出一種高精度模擬量相位差測量方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種高精度模擬量相位差測量方法，以提高電力系統中模擬量相位差測量精度。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種高精度模擬量相位差測量方法，包括如下步驟：

(i)待測模擬量信號的電壓、電流信號轉換成低電壓信號；

(ii)對低電壓信號進行高速采集，把模擬信號轉換成高密度和高精度的正弦波離散信號；

(iii)對正弦波離散信號進行數字信號處理，再采用過零點算法計算出模擬量相位差。

將待測模擬量信號的低電壓信號通過串連電阻的方式進行分壓處理。

采用過零點算法計算模擬量相位差的公式如下：

tx=abs(v1)abs(v1)+v2Δt+t1]]>

其中，v1和v2分別是接近零點的相鄰的兩個采樣值，t1和t2是采樣時刻，Δt是采樣間隔時間。

采用采集卡對低電壓信號進行高速采集，該采集卡具有板載低通濾波器和增強型模擬輸出通道。

所述采集卡的采樣頻率設置成1MS/s,這樣采樣間隔是1us。

通過模擬量轉換裝置將待測模擬量信號的電壓、電流信號轉換成低電壓信號，該模擬量轉換裝置采用純電阻結構。

本發明的高精度模擬量相位差測量方法將待測模擬量信號的高電壓、大電流信號轉換成低電壓信號后再進行高速采集，把模擬信號轉換成高密度和高精度的離散點，經數字信號處理后采用過零點算法計算出模擬量相位差。該方法可廣泛適用于測試領域，實現對電力系統二次側模擬量相位差高精度測量,測量精度為1分,進而實現對二次設備相位差的高精度矯正和檢測，有效提高測試效率和準確度。

附圖說明

圖1為本發明分壓法模擬量采集示意圖；

圖2為本發明過零點測量方法的流程圖；

圖3為過零點算法示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。

如圖1所示為本發明高精度模擬量相位差測量方法所使用的測量系統，由圖可知，該系統包括模擬量轉換裝置(圖中未示出)、分壓板、采集卡、測試儀，下面對各組件進行分別介紹。

模擬量轉換裝置：為減少模擬量傳輸損耗，該轉換裝置接有高精度傳感器，使輸入的強電壓信號和強電流信號變換成采集卡可接收的低電壓，便于采集卡采集。該模擬量轉換裝置采用純電阻設計，避免引入相位差。本實施例的電壓通道和電流通道都設計2路，當并在一個電壓源或串在一個電流源上時，都可以自檢測。

分壓板：將轉換后的低電壓信號通過串電阻方式進行分壓處理，如附圖1所示，系統采集電壓、電流采用串電阻轉換成電壓,轉換后的電壓信號在2V-7V,供采集卡采集。電壓通道和電流通道各設計兩路，方便自矯正。

采集卡：采集卡包含16位A/D轉換器，并提供有增強型模擬輸出通道，板載的低通濾波器能夠通過編程消除高頻噪聲，從而進一步提高測量精度。采集卡的采樣頻率設置成1MS/s,這樣采樣間隔是1us,實現對模擬量的快速采集，之后再對數據進行擬合與幅值、相位計算形成高密度的正弦波信號。