[發明專利]一種用于高壓電機能效計量檢測的寬帶功率測量系統及方法

在審

• 申請號: 201710088561.5
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106908723A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 熊博;周峰;王鐵街;殷小東;雷民;孫軍;姜春陽;余也鳳;張禮莉;劉卓;黃瑩;肖瑩
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;武漢電力職業技術學院;武漢磐電科技有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01R21/133
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司11266
• 代理人: 郭一斐

1.一種用于高壓電機能效計量檢測的系統，所述系統包括寬帶功率傳感器、寬帶功率分析儀以及光纖通信單元；

所述寬帶功率傳感器將高壓電機輸出的電壓信號和電流信號轉變為低電壓信號，并對所述低電壓信號和電流信號進行計算，獲取所述電壓信號和電流信號的數值；

所述寬帶功率傳感器通過所述光纖通信單元將所述經過轉換的低電壓信號傳輸至所述寬帶功率分析儀；

所述寬帶功率分析儀通過對所述接收的低電壓信號進行特征量運算，獲取高壓電機的輸出功率。

2.根據權利要求1所述的系統，所述寬帶功率傳感器包括第一傳感器支路、第二傳感器支路和寬帶功率傳感器主處理器CPU，

所述第一傳感器支路包括電壓信號變送器、低通濾波器、量程轉換器、AD轉換器、頻率測量電路、同步源切換單元，所述寬帶功率傳感器支路用于將高壓電機輸出的電壓信號經過所述電壓信號變送器后轉變為低電壓信號，輸入所述低通濾波器，所述低電壓信號經過所述低通濾波器輸出至量程轉換器，所述經過轉換后的電壓信號進入AD轉換器或輸入頻率測量電路；

所述第二傳感器支路包括電流信號變送器、低通濾波器、量程轉換器、相位補償單元、AD轉換器、頻率測量電路、同步源切換單元，所述寬帶功率傳感器支路用于將高壓電機輸出的電流信號經過所述電流信號變送器后輸入所述低通濾波器，所述電流信號經過所述低通濾波器輸出至量程轉換器，所述電流信號經過所述相位補償單元進入AD轉換器或輸入頻率測量電路；

經過所述AD轉換器轉換的電壓信號以及電流信號輸入所述寬帶功率傳感器主處理器CPU；

所述經過頻率測量電路輸出的電壓信號以及電流信號經過同步源切換將電壓信號及電流信號切換為同步源信號，所述同步源信號輸入所述寬帶功率傳感器主處理器CPU。

3.根據權利要求2所述的系統，所述電壓信號、所述電流信號輸入所述量程轉換器后，通過所述寬帶功率傳感器主處理器CPU自動或手動進行量程轉換。

4.根據權利要求2所述的系統，所述經過頻率測量電路輸出的電壓信號以及電流信號經過同步源通過所述寬帶功率傳感器主處理器CPU自動或手動進行切換將電壓信號及電流信號切換為同步源。

5.根據權利要求1所述的系統，所述寬帶功率分析儀包括實時通訊控制器FPGA，顯示單元以及寬帶功率分析儀主處理器CPU，所述實時通訊控制器FPGA接收所述光纖通信單元傳輸的信號；

所述寬帶功率分析儀主處理器CPU通過所述實時通訊控制器FPGA獲取信號，并對所述信號進行離散傅里頁DFT及特征量運算。

6.根據權利要求5所述的系統，所述實時通訊控制器FPGA通過同步邏輯控制，能夠與多個光纖通信單元傳輸信號，并設置接收容量范圍不超過100KRAM高速緩存信號數據。

7.根據權利要求5所述的系統，所述經過所述寬帶功率分析儀主處理器CPU運算后的數據，通過顯示單元進行顯示，所述顯示數據包括電壓和電流的真有效值rms、基波有效值h01、電壓和電流的校準平均值Mean、電壓和電流算術平均值avg1、電壓和電流對應的平均功率avg2、基波有功功率h001、0～99次諧波的幅值和相位頻域特征量及實時波形。

8.根據權利要求5所述的系統，寬帶功率分析儀測量模式包括電壓和電流的真有效值rms、基波有效值h01、電壓和電流的校準平均值Mean、電壓和電流的算術平均值avg1；

若高壓電機是正弦供電的交流電機，所述測量模式為包括電壓和電流的真有效值rms、基波有效值h01、電壓和電流的校準平均值Mean、電壓和電流的算術平均值avg1四種模式中的任一種；

若高壓電機是變頻器供電的交流電機，所述電壓、電流、基波信號采用基波有效值h01模式進行測量。

9.根據權利要求8所述的系統，若所述高壓電機進行疊頻試驗，所述電壓、電流采用電壓和電流的真有效值rms模式進行測量，所述功率采用基波、諧波電壓和電流的算術平均值avg1模式進行測量。

10.一種用于高壓電機能效計量檢測的方法，所述方法包括：

將高壓電機輸出的電壓信號和電流信號轉變為低電壓信號；

對所述低電壓信號和電流信號進行計算，獲取所述電壓信號和電流信號的數值；

通過所述寬帶功率傳感器通過所述光纖通信單元將所述經過轉換的低電壓信號傳輸至所述寬帶功率分析儀；

通過所述寬帶功率分析儀通過對所述接收的低電壓信號進行特征量運算，獲取高壓電機的輸出功率。