一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，包括：利用傳感器裝置將系統(tǒng)一次電壓轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后以工頻一個(gè)周波進(jìn)行電壓方均根值計(jì)算得出電壓有效值，對(duì)連續(xù)的電壓有效值進(jìn)行比較得出峰值U（峰）、谷值U（谷），微機(jī)裝置通過(guò)計(jì)算出持續(xù)時(shí)間、時(shí)標(biāo)和電壓波動(dòng)值，微機(jī)裝置啟動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，顯示波動(dòng)情況，完成電壓擾動(dòng)分析，大大降低了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)微機(jī)裝置硬件的高要求，對(duì)控制電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的成本有很好的作用。
【專利說(shuō)明】
-種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)電氣設(shè)備領(lǐng)域，具體設(shè)及一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大量的基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備和自動(dòng)化程度很高的用電設(shè)備相繼投入 使用，工業(yè)用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，甚至幾分之一秒的不正常就可造成的巨大的 損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)化程度很高的工業(yè)用戶一般每年要遭受10~50次與電能質(zhì)量問(wèn)題有關(guān) 的干擾，其中因包括電壓波動(dòng)在內(nèi)的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題造成的事故數(shù)約占事故總數(shù)的大多 數(shù)。電壓波動(dòng)已成為威脅許多重要用戶供電可靠性的主要原因之一，必須對(duì)其進(jìn)行有效地 監(jiān)視。
[0003] 要治理電能質(zhì)量問(wèn)題，就要先監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題，監(jiān)測(cè)方法的簡(jiǎn)單化可W解決此 類監(jiān)測(cè)裝置成本居高不下的問(wèn)題，此類裝置成本高，售價(jià)高也成為制約該類產(chǎn)品銷售和推 廣的瓶頸。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于電壓波動(dòng)的測(cè)量方法的內(nèi)容已經(jīng)有很多介紹。其中，公知的電壓 波動(dòng)的檢測(cè)方法有:調(diào)幅波檢測(cè)，就是要準(zhǔn)確的提取出波動(dòng)信號(hào)，通常將波動(dòng)電壓看成W工 頻額定電壓為載波、其電壓的幅值受頻率范圍在0.05~35化的電壓波動(dòng)分量調(diào)制的調(diào)幅 波。因此，電壓波動(dòng)分量的檢出方法可采用通信理論中大功率載波調(diào)制信號(hào)解調(diào)方法，用與 載波信號(hào)同頻同相的周期信號(hào)乘W被調(diào)信號(hào)，將電壓波動(dòng)分量與工頻載波電壓分離，通過(guò) 帶通濾波器得到波動(dòng)分量;平方解調(diào)檢波法，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC)推薦平方解調(diào)檢測(cè)法， 即將u(t)平方，然后利用解調(diào)帶通濾波器檢測(cè)出調(diào)幅波。經(jīng)過(guò)0.05~30HZ的帶通濾波器便 能濾去直流分量和二倍工頻分量，從而檢測(cè)出的調(diào)幅波即電壓波動(dòng)分量;全波整流解調(diào)檢 波法，全波整流檢波法的基本原理是將輸入交流電壓u(t)全波整流，即進(jìn)行絕對(duì)值運(yùn)算后 再經(jīng)過(guò)解調(diào)帶通濾波器后便取得波動(dòng)信號(hào)；半波有效值檢波法，半波有效值法是利用RMS/ DC變換器將波動(dòng)的輸入交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓，再經(jīng)解調(diào)帶通濾波器后獲得波動(dòng) 信號(hào);還有小波變換法等，運(yùn)些方法各有利弊，但是，由于W上的方法軟件計(jì)算量大要求微 機(jī)裝置計(jì)算速度快，所有對(duì)微機(jī)裝置硬件有很高的要求。再者，要經(jīng)過(guò)0.05~30HZ的帶通濾 波器便能濾去直流分量和其它分量，造成不能反映電壓波動(dòng)的真實(shí)情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，利用傳感器裝置 將系統(tǒng)一次電壓轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后W工頻一個(gè)周波進(jìn)行電 壓方均根值計(jì)算得出電壓有效值，對(duì)連續(xù)的電壓有效值進(jìn)行比較得出峰值U(峰）、谷值U (谷），微機(jī)裝置通過(guò)計(jì)算出持續(xù)時(shí)間、時(shí)標(biāo)和電壓波動(dòng)值A(chǔ) U:
[0006] A U = U(峰)-U(谷）
[0007] 微機(jī)裝置啟動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，顯示波動(dòng)情況，完成電壓擾動(dòng)分析。該方法大 大降低了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)微機(jī)裝置硬件的高要求，對(duì)控制電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的成本有很好 的作用。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，包括：
[0010] 第一步，傳感器裝置用于將檢測(cè)到的系統(tǒng)一次側(cè)電流電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的 電壓信號(hào)，其中該電壓信號(hào)為被測(cè)信號(hào)；
[0011] 第二步，微機(jī)裝置將電壓信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后W工頻一個(gè)周波進(jìn)行電壓方均 根值計(jì)算，得出電壓有效值U;
[0012]
[0013] 第S步，確定U(峰），若t時(shí)間的電壓有效值為U(t)，t+1時(shí)間的電壓有效值為U(t+ 1)，若11(〇-1](*+1)《0，則比較下一點(diǎn)1](*+1)和1](*+2)，此時(shí)若1](*+1)-1](*巧）>0，則1](峰） = U(t)，W此類推；
[0014] 第四步，確定U(谷），若t時(shí)間的電壓有效值為U(t)，t+1時(shí)間的電壓有效值為U(t+ 1)，若11(〇-1](*+1)>0，則比較下一點(diǎn)1](*+1)和1](*+2)，若1](*+1)-1](*+2)《0，則1](谷）=1] (t);
[001引第五步，確定電壓波動(dòng)值A(chǔ)U, A U = U(峰)-U(谷）
[0016] 第六步，檢測(cè)到一系列的電壓波動(dòng)值后，微機(jī)裝置啟動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電壓有效值U每20ms計(jì)算出一個(gè)值，并用于確 定U(峰)和U(谷）。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括一顯示裝置，用于描繪電能質(zhì)量電壓波動(dòng) 動(dòng)情況。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述微機(jī)裝置設(shè)定基準(zhǔn)值Uai'*，當(dāng)AU〉U 時(shí)， 設(shè)置時(shí)標(biāo)，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)保存和波動(dòng)曲線顯示;在AlKUAiTffi時(shí)將數(shù)據(jù)記錄為標(biāo)稱有效值， 電壓波動(dòng)記錄為零。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電流電壓互感器電路包括電壓互感器，并聯(lián) 設(shè)置于所述電壓互感器上的TVS管，所述TVS管分別連接有電流信號(hào)端和電源信號(hào)端，所述 電壓互感器經(jīng)電感進(jìn)行濾波后輸入到AD轉(zhuǎn)換器。
[0021 ]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0022] 利用傳感器裝置將系統(tǒng)一次電壓轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換 后W工頻一個(gè)周波進(jìn)行電壓方均根值計(jì)算得出電壓有效值，對(duì)連續(xù)的電壓有效值進(jìn)行比較 得出峰值U(峰）、谷值U(谷），微機(jī)裝置通過(guò)計(jì)算出持續(xù)時(shí)間、時(shí)標(biāo)和電壓波動(dòng)值，微機(jī)裝置 啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，處理數(shù)據(jù)，顯示波動(dòng)情況，完成電能質(zhì)量電壓波動(dòng)分析。
[0023] 大大降低了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)微機(jī)裝置硬件的高要求，對(duì)控制電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的 成本有很好的作用。
[0024] 該方法易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)微機(jī)裝置硬件要求不高，可實(shí)時(shí)的電能質(zhì)量電壓動(dòng)為在線監(jiān) 測(cè)電能質(zhì)量提供了一個(gè)有效的解決方案。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可 W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明的電能質(zhì)量電流電壓互感器電路
[0027] 圖2為本發(fā)明的電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)的示意圖。
[0028] 圖3為本發(fā)明的顯示裝置和微機(jī)裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0030] 參照?qǐng)D1、圖2和圖3所示，一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，包括：
[0031] 測(cè)量電流電壓的傳感器裝置，所述傳感器裝置用于將檢測(cè)到的系統(tǒng)一次側(cè)電流電 壓經(jīng)轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)，其中該電壓信號(hào)為被測(cè)信號(hào)；其中使用的傳感器為電 流電壓互感器如圖1所示，系統(tǒng)電流或電壓經(jīng)過(guò)裝置內(nèi)部的電流或電壓互感器測(cè)量系統(tǒng)電 流電壓時(shí)直接轉(zhuǎn)換為AD轉(zhuǎn)換器可接受的0~IOV電壓信號(hào)，經(jīng)TVS管防止過(guò)電壓損壞AD轉(zhuǎn)換 器，經(jīng)電感L進(jìn)行濾波后輸入到AD轉(zhuǎn)換器，其技術(shù)指標(biāo)為:非線性度:比差<±0.1%;角差<± 5";頻率特性:45~3000Hz;
[0032] 如圖2所示，電壓有效值U每20ms計(jì)算出一個(gè)值，每次采用前一個(gè)值和后一個(gè)值比 較，即 U(t)和 U(t+1)比較，t = l，2,3…；
[0033] 微機(jī)裝置將電壓信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后W工頻一個(gè)周波進(jìn)行電壓方均根值計(jì) 算，得出電壓有效值U;
[0034]
[0035] 若t時(shí)間的電壓有效值為U(t)，t+1時(shí)間的電壓有效值為U(t+1)，若U(t)-U(t+1)《 0,說(shuō)明后一點(diǎn)比前一點(diǎn)大，則比較下一點(diǎn)U(t+1)和U(t+2)，若U(t+l)-U(t+2)>0,說(shuō)明后一 點(diǎn)比前一點(diǎn)小，則U(峰）=U(t+l);
[0036] 確定了峰值，開始接下一點(diǎn)確定U(谷)值，若t+2時(shí)間的電壓有效值為U(t+2)，t+3 時(shí)間的電壓有效值為U(t+3)，若U(t+2)-U(t+3) >0，說(shuō)明前一點(diǎn)比后一點(diǎn)大，還不是谷值， 則繼續(xù)比較下一點(diǎn)U(t+3)和U(t+4)，若U(t+3)-U(t+4)《0,說(shuō)明后一點(diǎn)比前一點(diǎn)大，有效 值出現(xiàn)拐點(diǎn)，則U(谷）=U(t+3);
[0037] W此類推可得到圖2所示的峰一谷值，兩兩相鄰峰谷值之差可得到電壓波動(dòng)值A(chǔ) U;
[0038] 參照?qǐng)D3,為被測(cè)信號(hào)輸出接入微機(jī)裝置電路示意圖，微機(jī)裝置通過(guò)AD轉(zhuǎn)換采集處 理。
[0039] AU在無(wú)電壓波動(dòng)時(shí)理論上等于零，由于測(cè)量原因會(huì)有輕度失真，所W在微機(jī)裝置 判斷中加入一 口檻值，我們?cè)O(shè)定運(yùn)個(gè)值為:Ua?，可由鍵盤接口根據(jù)實(shí)際情況輸入；
[0040] 當(dāng)A U〉Uai'1￡時(shí)，設(shè)置時(shí)標(biāo)，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)保存和波動(dòng)曲線顯示，在A U<Uai'1￡時(shí)將 數(shù)據(jù)記錄為標(biāo)稱有效值，電壓波動(dòng)記錄為零。
[0041] 微機(jī)裝置處理的結(jié)果可W通過(guò)打印接口打印，并可顯示在顯示器上。運(yùn)個(gè)結(jié)果在 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中已可使用。
[0042] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，其特征在于，包括： 第一步，傳感器裝置用于將檢測(cè)到的系統(tǒng)一次側(cè)電流電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換為適合AD轉(zhuǎn)換的電壓 信號(hào)，其中該電壓信號(hào)為被測(cè)信號(hào)； 第二步，微機(jī)裝置將電壓信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后以工頻一個(gè)周波進(jìn)行電壓方均根值 計(jì)算，得出電壓有效值U;第三步，確定U(峰），若t時(shí)間的電壓有效值為U( t)，t+Ι時(shí)間的電壓有效值為U( t+1)，若 U(t)-U(t+1)彡0,則比較下一點(diǎn)U(t+1)和U(t+2)，此時(shí)若U(t+l)-U(t+2)彡0,則U(峰）=U (t)，以此類推； 第四步，確定U(谷），若t時(shí)間的電壓有效值為U(t)，t+Ι時(shí)間的電壓有效值為U(t+1)，若 u(t)-u(t+l)多0,則比較下一點(diǎn) U(t+1)和 U(t+2)，若 U(t+l)-U(t+2)彡 0,則 U(谷）=U(t); 第五步，確定電壓波動(dòng)值A(chǔ) U， AU = U(峰)-U(谷） 第六步，檢測(cè)到一系列的電壓波動(dòng)值后，微機(jī)裝置啟動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述電壓有 效值U每20ms計(jì)算出一個(gè)值，并用于確定U(峰)和U(谷）。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，其特征在于，還包括一顯 示裝置，用于描繪電能質(zhì)量電壓波動(dòng)動(dòng)情況。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述 微機(jī)裝置設(shè)定基準(zhǔn)值當(dāng)△ u>ikfi￡時(shí)，設(shè)置時(shí)標(biāo)，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)保存和波動(dòng)曲線顯示； 在Δ U<U^T#t將數(shù)據(jù)記錄為標(biāo)稱有效值，電壓波動(dòng)記錄為零。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電能質(zhì)量電壓波動(dòng)的檢測(cè)方法，其特征在于，所述電流電 壓互感器電路包括電壓互感器，并聯(lián)設(shè)置于所述電壓互感器上的TVS管，所述TVS管分別連 接有電流信號(hào)端和電源信號(hào)端，所述電壓互感器經(jīng)電感進(jìn)行濾波后輸入到AD轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK106019020SQ201610500412
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】楊繼兵, 龍翔, 覃安斌, 王楠
【申請(qǐng)人】新疆特變電工自控設(shè)備有限公司