[发明专利]一种三相不平衡监测装置的高速数据采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种三相不平衡监测装置的高速数据采集系统及方法，用于三相负荷不平衡监测装置内模拟量数据的高速采集，采集方法的步骤为：1）同步时钟模块接收GPS/北斗信号，并将准确的时间信息发送给FPGA模块，2）FPGA模块解析时间数据，根据时间数据生成等间隔的采样启动信号，并将采样启动信号发送给AI模块，3）AI模块接收到FPGA模块的采样启动信号后启动采样，并将采样数据通过LVDS总线发送给FPGA模块，4）FPGA模块读取采样数据并打上时间标签，缓存一个周波的带时间标签的采样数据后发送中断信号给主控模块，5）主控模块响应FPGA模块的中断信号，读取缓存在FPGA模块内的一个周波的带时间标签的采样数据，并进行后续的数据计算及处理。

技术领域

本发明涉及一种三相不平衡监测装置的数据采集电路系统，具体涉及一种三相不平衡监测装置的高速数据采集系统及方法，属于电能质量监测领域。

背景技术

随着社会的发展，电能已在各个行业普遍采用，但与此同时，三相负荷不平衡的现象也越来越突出。三相负荷不平衡会增加线路的输配电线路和变压器的电能损耗，导致配电出力减少，并在配电变压器上产生零序电流，影响电机的运行效率，并可影响用电设备的安全运行。因此，实时监测三相负荷不平衡情况，为三相负荷的平衡改造提供依据是十分必要的。

为此，相关专业技术人员研究并发明了各种三相负荷不平衡监测装置，但这些监测装置的数据采集电路及方法大多存在着以下缺陷：

1）原始采样数据不带精确时标，因为装置的原始采样数据不带有精确的时标，在要求分析电网同一时刻多个安装点的三相负荷平衡情况时，就会存在很大的误差。

2）高速数据采集时，电路复杂、抗干扰能力差、扩展能力差，传统的监测装置，一般是模拟量模块和主控模块放置在不同的板卡之间通过并行总线在背板上连接，并行总线往往包含数据线、地址线、控制线等，加起来大概有20多条，导致电路设计异常复杂，只要其中一根线受到干扰则本次的数据采集就会出错，导致装置抗干扰能力差。

3）数据计算频次低，由于每次采样中断就中断一次主控模块，导致主控模块将大量的资源消耗在频繁响应中断上，数据计算无法快速完成，数据计算的频次较低，而目前冲击性负荷、暂态负荷、临时性负荷越来越多，这些负荷会引起三相负荷的暂态不平衡，如果计算频次较低将无法有效的捕捉并反应这些情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种三相不平衡监测装置的高速数据采集系统及方法，成本低、抗干扰能力强、采样及计算频次高，更快速的跟踪电网三相负荷平衡的变换情况。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：一种三相不平衡监测装置的高速数据采集方法，其步骤如下：

1）同步时钟模块接收GPS/北斗信号，并将准确的时间信息以IRIG-B码的形式发送给FPGA模块；

2）所述FPGA模块解析时间数据，根据时间数据生成等间隔的采样启动信号，并将采样启动信号发送给AI模块；

3）所述AI模块接收到所述FPGA模块的采样启动信号后启动采样，并将采样数据通过LVDS总线发送给所述FPGA模块；

4）所述FPGA模块读取采样数据并打上时间标签，缓存一个周波的带时间标签的采样数据后发送中断信号给主控模块；

5）所述主控模块响应所述FPGA模块的中断信号，读取缓存在所述FPGA模块内的一个周波的带时间标签的采样数据，并进行后续的数据计算及处理。