[发明专利]一种免二次校准的交流电压、电流复用采集方法及系统

说明书

本发明提供了一种免二次校准的交流电压、电流复用采集方法及系统，本发明通过更换互感器接线板，实现电压、电流信号采集通道的复用，在交流信号采集通道I/V变换电路采用由运算放大器构成的有源方式，取样电阻为唯一值，不区分电压、电流信号；电压互感器、电流互感器采用0.05级电流型，二次电流参数一致，且将所采电压、电流信号全部映射到0‑1范围，根据通道的信号类型乘以对应的满码值即可换算得到原始信号值，当通道信号类型发生改变时通过参数设置改变对应通道的满码值即可，无需进行二次校准，实现对线路电压、电流、有功功率、无功功率等参量的高精度采集，大大降低了现场设备的运维成本。

技术领域

本发明涉及配电自动化技术领域，特别是涉及一种免二次校准的交流电压、电流复用采集方法及系统。

背景技术

配电终端作为配电自动化SCADA系统中不可或缺的组成部分，其基础功能之一是采集电网的电压、电流数据并根据采集到的电压、电流数据计算得出电网的有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等参量。随着经济发展带来的用电负荷的增加以及现场设备的升级改造，现场接线方式的改变不可避免的导致配电终端信号采集通道所接电压、电流信号类型需要更改，如某通道升级前接电压信号，升级后需要接电流信号。

为适应这种多变的需求，配电终端上的交流电压、电流互感器一般都是单独设计到接线板上，现场需要时可以直接更换合适的接线板并在现场重新校准或将现场的配电终端直接返厂改造并校准以满足配电终端通用测量精度指标的要求。现场校准需要将标准信号源设备运送至现场，返厂改造也要涉及设备的拆卸以及运输等，这两种方式都对人力、物力资源造成巨大的浪费，大大增加了现场设备的运维成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种免二次校准的交流电压、电流复用采集方法及系统，旨在解决现有技术中配电终端信号采集通道电压、电流信号类型更改时造成人力物力浪费的问题，实现无需进行二次校准，提高采集精度，降低现场设备的运维成本。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种免二次校准的交流电压、电流复用采集方法，所述方法包括以下操作：

信号采集电路中采用二次电流一致的电压、电流互感器且I/V变换电路采样电阻一致，将大电压、电流信号转换为幅值相同的小电压信号；

判断是否需要校准，如果需要则对配电终端提供相位为0、幅值额定且只含基波的电压或电流信号，进行幅值校准和相位校准；

将额定范围内的电压、电流信号值映射到0-1的范围内，并根据信号类型乘以对应的满码值换算得到原始信号值，完成电压、电流的信号采集。

优选地，所述电压、电流互感器为0.05级电流型。

优选地，所述幅值校准的具体操作如下：

使用标准信号源给配电终端施加只含基波的额定电压或电流信号，配电终端处理器芯片实时判断是否采集到整周波的128个数据，采集到整周波数据后对数据进行128点FFT快速傅里叶变换，然后直接提取FFT后的基波模值作为该采集通道的幅值校准系数。

优选地，所述相位校准的具体操作如下：

采用零度校准法，校准时使用标准信号源给配电终端每个采集通道施加相位为0且只含基波的额定电压或电流信号，配电终端处理器芯片采集到整周波128个数据后对数据进行FFT变换，然后以任一通道为基准通道，取其余通道的向量除以该基准通道向量得到夹角向量值，取该夹角向量共轭的单位向量作为相位校准系数。

优选地，所述夹角向量计算公式为：

所述夹角向量对应的单位向量为：

所述夹角向量共轭的单位向量为：