[发明专利]一种高精度模拟量相位差测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统测量(计量、测控)领域，具体涉及一种电力系统的二次侧模拟量相位差测量方法。

背景技术

近几年来，数据采集也越来越多被应用到电力行业中，其中许多被测值都是连续变换的模拟量，数据测量的准确性对电力系统的监测、计费等都会带来较大的影响，例如当供电系统发生故障，如何评估当前电网的负荷，如果计量不准会错误的判断电网实际情况，这时就需要对模拟量进行精准的测量。模拟量的相位误差特别是电压和电流间的相位差，会影响到保护动作和功率计算，高精度的功率计算对相位误差的要求更高。基于此提出一种高精度模拟量相位差测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度模拟量相位差测量方法，以提高电力系统中模拟量相位差测量精度。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种高精度模拟量相位差测量方法，包括如下步骤：

(i)待测模拟量信号的电压、电流信号转换成低电压信号；

(ii)对低电压信号进行高速采集，把模拟信号转换成高密度和高精度的正弦波离散信号；

(iii)对正弦波离散信号进行数字信号处理，再采用过零点算法计算出模拟量相位差。

将待测模拟量信号的低电压信号通过串连电阻的方式进行分压处理。

采用过零点算法计算模拟量相位差的公式如下：

tx=abs(v1)abs(v1)+v2Δt+t1]]>

其中，v1和v2分别是接近零点的相邻的两个采样值，t1和t2是采样时刻，Δt是采样间隔时间。

采用采集卡对低电压信号进行高速采集，该采集卡具有板载低通滤波器和增强型模拟输出通道。

所述采集卡的采样频率设置成1MS/s,这样采样间隔是1us。

通过模拟量转换装置将待测模拟量信号的电压、电流信号转换成低电压信号，该模拟量转换装置采用纯电阻结构。

本发明的高精度模拟量相位差测量方法将待测模拟量信号的高电压、大电流信号转换成低电压信号后再进行高速采集，把模拟信号转换成高密度和高精度的离散点，经数字信号处理后采用过零点算法计算出模拟量相位差。该方法可广泛适用于测试领域，实现对电力系统二次侧模拟量相位差高精度测量,测量精度为1分,进而实现对二次设备相位差的高精度矫正和检测，有效提高测试效率和准确度。

附图说明

图1为本发明分压法模拟量采集示意图；

图2为本发明过零点测量方法的流程图；

图3为过零点算法示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

如图1所示为本发明高精度模拟量相位差测量方法所使用的测量系统，由图可知，该系统包括模拟量转换装置(图中未示出)、分压板、采集卡、测试仪，下面对各组件进行分别介绍。

模拟量转换装置：为减少模拟量传输损耗，该转换装置接有高精度传感器，使输入的强电压信号和强电流信号变换成采集卡可接收的低电压，便于采集卡采集。该模拟量转换装置采用纯电阻设计，避免引入相位差。本实施例的电压通道和电流通道都设计2路，当并在一个电压源或串在一个电流源上时，都可以自检测。

分压板：将转换后的低电压信号通过串电阻方式进行分压处理，如附图1所示，系统采集电压、电流采用串电阻转换成电压,转换后的电压信号在2V-7V,供采集卡采集。电压通道和电流通道各设计两路，方便自矫正。

采集卡：采集卡包含16位A/D转换器，并提供有增强型模拟输出通道，板载的低通滤波器能够通过编程消除高频噪声，从而进一步提高测量精度。采集卡的采样频率设置成1MS/s,这样采样间隔是1us,实现对模拟量的快速采集，之后再对数据进行拟合与幅值、相位计算形成高密度的正弦波信号。