[發明專利]一種交流電流、電壓同步采樣系統及其采樣方法

在審

• 申請號: 201810286207.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108614148A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 裴茂林;黃洋界;熊茹;范亞軍;許繼和;嚴勤;胡興;汪潔;胡志強
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究;國家電網公司;國網江西省電力有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R21/133;G01R21/00;G01R22/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 趙艾亮

本發明提出了一種交流電流、電壓同步采樣系統及方法，包括處理芯片、交流取樣模塊、信號調理模塊、交流A/D轉換模塊，所述處理芯片上連接有脈沖同步信號，交流取樣模塊與所述信號調理模塊連接，所述信號調理模塊與所述交流A/D轉換模塊信號連通，該模塊可以根據GPS時鐘同步采樣三相交流電壓、電流信號量值；并且通過算法，實現電壓、電流有效值、有功功率有效值計算，從而實現對多臺異地分布的采集裝置，同步采集計算交流電流、電壓、功率、電能等量值。

技術領域

本發明涉及電力系統檢測技術領域，尤其涉及交流電流、電壓同步采樣系統 及其采樣方法。

背景技術

傳統的交流電流、電壓采樣直接為非同步采樣，電壓、電流通道由于元器件 屬性不同，存在采樣不同步問題，尤其是在異地分布的電壓、電流采樣裝置，其 基本無法實現同步采樣。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種交流電流、電壓同步采樣系統，包 括處理芯片、交流取樣模塊、信號調理模塊、交流A/D轉換模塊，所述處理芯片 上連接有脈沖同步信號，交流取樣模塊與所述信號調理模塊連接，所述信號調理 模塊與所述交流A/D轉換模塊信號連通。

優選的，所述處理芯片和所述交流A/D轉換模塊之間設有磁偶隔離芯電路。

優選的，所述處理芯片為ARM芯片。

優選的，所述交流取樣模塊包括電壓取樣電路和電流取樣電路。

優選的，所述電壓取樣電路包括第一放大器，所述第一放大器的正相輸入端 上連接有電阻分壓電路，并連接有繼電器控制量程。

優選的，所述流取樣電路包括第二放大器，所述第二放大器的正相輸入端和 反向輸入端連接有電流互感器，所述電流互感器輸入端連通有電流信號。

優選的，所述信號調理模塊為三階巴特沃斯有源低通RC濾波電路。

一種交流電流、電壓同步采樣方法，包括以下步驟：

S1：對信號進行256個點的取樣；

S2：通過FFT得到的參數存進相應的數組移動平均，將計算次數加1；

S3：判斷計算次數是否達到平均次數，當達到平均數后；

S4：將存好的相關參數進行移動平均，得到各相以及各次諧波的電壓值以及 相角；

S5：對移動平均后的相位針對1pps時延進行修改，將計算完成標志置位， 上傳數據。

優選的，設被測信號的周期為T，采樣間隔為T_S，一個周期采樣點數為N， 微控制器最小定時間隔為T_min，每個采樣間隔的截斷誤差為δ，那么一個周期產 生的累積誤差ΔT＝T-N×T_S＝N×δ<N×T_min，因此一個周期內的最大誤差 為N×T_min。

優選的，在采樣的過程中，設置一個累加器S，用于累加截斷誤差的和，S 的初值ΔT₀為0，第i次采樣的時候，S的值為ΔT_i＝ΔT_i-1+δ。在軟件中每次采 樣前先比較累加器S與微控制器最小定時間隔T_min，當S≥T_min時，將定時器計 數值加一個T_min，否則定時器計數值保持不變。

本發明提出的交流電流、電壓同步采樣系統及方法以下有益效果：該模塊可 以根據GPS時鐘同步采樣三相交流電壓、電流信號量值；并且通過算法，實現電 壓、電流有效值、有功功率有效值計算，從而實現對多臺異地分布的采集裝置， 同步采集計算交流電流、電壓、功率、電能等量值。

附圖說明