[發明專利]一種高精度暫態分析儀及其暫態算法

在審

• 申請號: 201710730672.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107703342A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王重陽;朱天賜;張波
• 申請（專利權）人: 安徽北斗易通信息技術有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R19/25;G01R23/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術領域

本發明涉及電力設備領域，具體是一種高精度暫態分析儀及其暫態算法。

背景技術

隨著國民經濟的飛速發展、中國工業生產自動化程度的顯著提高，生產設備對電壓暫降問題變得越來越敏感，因此對電能質量的要求越來越高。電壓暫降問題已經對連續性生產的重要用戶造成重大的經濟損失，并逐漸引起電力部門和行業用戶的高度重視。電壓暫降或電壓短時中斷，將導致配電網中的負載不能正常工作，甚至停機；然而很多工業行業的關鍵工藝處的敏感負載運轉失常或者停機，將帶來巨大的經濟損失、環境污染、甚至人員傷亡事故。因此，對于電壓暫態的分析估計具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種安裝使用簡單、功能齊全、暫態事件判斷準確率高、成本低的一種高精度暫態分析儀，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種高精度暫態分析儀，包括分析儀殼體，所述分析儀殼體內設有電壓放大單元、電壓采集單元、模數轉換單元、時鐘同步單元、有線網絡通信單元、中央處理器、事件存儲單元、頻率跟蹤單元和LED顯示單元，電壓采集單元連接電壓放大單元，電壓放大單元連接模數轉換單元，模數轉換單元、時鐘同步單元、有線網絡通信單元均連接中央處理器，中央處理器和事件存儲單元、頻率跟蹤單元、LED顯示單元分別連接。

所述電壓采集單元通過互感器采集線路上的電壓信號，并將采集到的電壓信號傳送給電壓放大單元，電壓放大單元將電壓信號比例放大，然后將比例放大后的電壓信號傳送給數模轉換單元，數模轉換單元將模擬信號轉換為數字信號送給中央處理器，中央處理器采集當前電壓的信號，對電壓信號進行處分析，判斷暫態事件是否發生。

所述頻率跟蹤單元采集電壓信號，對電壓信號進行硬件過零，計算出當前電壓頻率。

所述有線網絡通信單元是中央處理器與電力系統后臺軟件進行通信的媒介；所述中央處理器可將暫態事件、系統信息等數據通過有線網絡單元上傳給電力系統后臺軟件。

所述LED顯示單元可以顯示當前電壓，查詢歷史暫態事件，設置系統信息，顯示當前實時時間；所述事件存儲單元是當暫態事件發生時，記錄暫態事件的時間、幅值、波形。

所述時鐘同步單元由時鐘和對時組成，時鐘是超高精度的實時時鐘芯片，時間的最小單位是毫秒，與中央微處理器之間采用IIC進行通信，保證了暫態發生時刻誤差在毫秒之內；采用GPS校時，每秒鐘可與GPS衛星進行對時，對時脈沖由GPS時鐘解碼芯片進行解碼，然后寫入時鐘芯片中，內附充電電池，可確保在任何情況下都不斷電，確保了時鐘精度。

多個所述暫態分析儀可以組成局域網，對多個檢測點進行同步檢測，當有暫態事件發生時，可主動上報暫態事件到電力系統后臺軟件，保證了用戶第一時間知道暫態事件的發生，暫態事件可本地記錄，方便用戶通過電力系統后臺主動查詢暫態事件。

一種高精度暫態分析儀的暫態算法，所述暫態算法公式是：

一周波內采樣點數先平方在求和，最后除以一周波采樣點數，最后開根號，即可求得電壓值，根據公式：中央處理器通過硬件頻率跟蹤單元得到當前單元頻率，并自動調整采樣間隔，保證每周波的采樣點數都是128點，中央處理器開辟一個10周波的緩存，每采一個點，中央處理器就將該點放入10周波緩存中，當總采樣點數大于10周波緩存時，重新開始從頭覆蓋原有數據，每采一個點，中央處理器就計算一次均方根，計算的方法從該點開始往后推移一個周波，將這一個周波的點數平方，然后求和，最后除以每周波點數，再開根號，即可求得當前電壓。

本發明的有益效果：

1.采用高精度互感器準確還原電網電壓。

2.采用硬件過零檢測方法，準確計算出當前頻率，可自動調整采樣頻率，提高計算精度。

3.采用GPS衛星對時，實時校準時鐘芯片，準確記錄暫態事件發生時刻。

4.采用滑動均方根算法，每采集一個點進行一次計算，相比傳統的每周波或半周波計算一次，可最大限度的減少暫態時間發生時刻與持續時間的誤差。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1為一種高精度暫態分析儀的電路示意圖。

圖2為為一種高精度暫態分析儀的使用示意圖。

具體實施方式