[发明专利]一种模拟量校正方法及基于该方法的单CPU低压保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，具体为一种模拟量校正方法及基于该方法的单CPU低压保护装置。

背景技术

在电网技术中，继电保护非常重要，它保护了输变电系统中所有昂贵的一次设备，没有了继电保护，在故障发生时将损毁一次设备造成严重的经济损失，并造成输电系统的瘫痪，因此继电保护设备就显得格外重要。特别是中低压保护，因为中低压保护的设备众多。目前本领域使用的中低压保护中基本采用多CPU系统，如图1所示的电路保护系统采用了双CPU，并使用了同步采样的外部AD(模数转换)芯片，构成较为复杂。

多CPU系统的方案缺点在于成本代价比较高，且芯片越多，故障点也就越多；其次，为了协调多CPU之间的配合，使得软件的设计也相应地复杂化，每个CPU都需要烧写对应的软件，软件中一些细微的错误就会造成2个CPU无法配合，使制造过程不便于管理。

在电力系统中电信号模拟量的测量一般采用AD采集电路，如图2所示，首先将模拟量通过调理电路转换成AD芯片能采集的电压信号，再通过滤波电路滤掉高频信号，最后接入AD芯片。一般调理电路和滤波电路都有电容或存在耦合电容，有电容的存在就使处理后的信号与原始信号存在相差，由于器件的差异和印刷线路板走线的差异会造成每个测量回路的电容不同，因此同样的信号经过不同测量回路处理后信号与原始信号的相差也不相同。同样的道理由于电阻的差异也造成同样的信号经过不同测量回路处理后的信号的幅值也不相同。为了达到较高精度，一般选用同步采样的AD芯片，电阻电容的也选择精度高的电阻电容，印刷线路板走线也尽量形状长度保持一致，使印刷线路板各回路的电阻电容一致，确保各个回路处理后的信号与原始信号之间的相差和幅值保持在精度要求的范围内，但是同步采样的AD芯片及高精度的电阻电容都比较昂贵，而且这种方法对印刷线路板走线要求太高。

发明内容

本发明的技术目的是针对现有技术存在的问题和缺点，提供一种电路模拟量的校正方法，用于校正低精度采集电路在电信号传输过程中给电信号带来的误差，基于该校正方法，可简化现有的低压电路保护系统，降低硬件成本。

为了实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种模拟量校正方法，用于AD采样电路的校准，包括电信号的幅值校正和相位校正，具体为以下步骤：

校准时，首先向电路输入设定的标准幅值、标准相角的电压电流信号。进行幅值校正时，用所述标准幅值除以实际测得的电信号幅值便得到了幅值的校正系数。而相角的校正相对复杂些，由于采样起始点不同计算出的相角也不同，故相角是一个相对的值，我们一般默认A相电压的相角为0度。

输入的标准信号包括A相、B相、C相，将A相电压的相角设为0度，作为参照，则：

U_a＝U·sin(ωt)＝R_Ua+jX_Ua

U_b＝U·sin(ωt+120°)＝R_Ub+jX_Ub

U_c＝U·sin(ωt+240°)＝R_Uc+jX_Uc

I_a＝I·sin(ωt-30°)＝R_Ia+jX_Ia

I_b＝I·sin(ωt-150°)＝R_Ib+jX_Ib

I_c＝I·sin(ωt-270°)＝R_Ic+jX_Ic

上式中，U_a、U_b、U_c分别为输入的标准A相、B相、C相电压，R_Ua、R_Ub、R_Uc、X_Ua、X_Ub、X_Uc分别为向量表示的输入A相、B相、C相电压的实部和虚部，U为输入电压的幅值；I_a、I_b、I_c分别为输入的标准A相、B相、C相电流，R_Ia、R_Ib、R_Ic、X_Ia、X_Ib、X_Ic分别为向量表示的输入A相、B相、C相电流的实部和虚部，I为输入电流的幅值；t为时间，ω为角频率，j为虚数单位；