[发明专利]一种高精度暂态分析仪及其暂态算法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备领域，具体是一种高精度暂态分析仪及其暂态算法。

背景技术

随着国民经济的飞速发展、中国工业生产自动化程度的显著提高，生产设备对电压暂降问题变得越来越敏感，因此对电能质量的要求越来越高。电压暂降问题已经对连续性生产的重要用户造成重大的经济损失，并逐渐引起电力部门和行业用户的高度重视。电压暂降或电压短时中断，将导致配电网中的负载不能正常工作，甚至停机；然而很多工业行业的关键工艺处的敏感负载运转失常或者停机，将带来巨大的经济损失、环境污染、甚至人员伤亡事故。因此，对于电压暂态的分析估计具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装使用简单、功能齐全、暂态事件判断准确率高、成本低的一种高精度暂态分析仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高精度暂态分析仪，包括分析仪壳体，所述分析仪壳体内设有电压放大单元、电压采集单元、模数转换单元、时钟同步单元、有线网络通信单元、中央处理器、事件存储单元、频率跟踪单元和LED显示单元，电压采集单元连接电压放大单元，电压放大单元连接模数转换单元，模数转换单元、时钟同步单元、有线网络通信单元均连接中央处理器，中央处理器和事件存储单元、频率跟踪单元、LED显示单元分别连接。

所述电压采集单元通过互感器采集线路上的电压信号，并将采集到的电压信号传送给电压放大单元，电压放大单元将电压信号比例放大，然后将比例放大后的电压信号传送给数模转换单元，数模转换单元将模拟信号转换为数字信号送给中央处理器，中央处理器采集当前电压的信号，对电压信号进行处分析，判断暂态事件是否发生。

所述频率跟踪单元采集电压信号，对电压信号进行硬件过零，计算出当前电压频率。

所述有线网络通信单元是中央处理器与电力系统后台软件进行通信的媒介；所述中央处理器可将暂态事件、系统信息等数据通过有线网络单元上传给电力系统后台软件。

所述LED显示单元可以显示当前电压，查询历史暂态事件，设置系统信息，显示当前实时时间；所述事件存储单元是当暂态事件发生时，记录暂态事件的时间、幅值、波形。

所述时钟同步单元由时钟和对时组成，时钟是超高精度的实时时钟芯片，时间的最小单位是毫秒，与中央微处理器之间采用IIC进行通信，保证了暂态发生时刻误差在毫秒之内；采用GPS校时，每秒钟可与GPS卫星进行对时，对时脉冲由GPS时钟解码芯片进行解码，然后写入时钟芯片中，内附充电电池，可确保在任何情况下都不断电，确保了时钟精度。

多个所述暂态分析仪可以组成局域网，对多个检测点进行同步检测，当有暂态事件发生时，可主动上报暂态事件到电力系统后台软件，保证了用户第一时间知道暂态事件的发生，暂态事件可本地记录，方便用户通过电力系统后台主动查询暂态事件。

一种高精度暂态分析仪的暂态算法，所述暂态算法公式是：

一周波内采样点数先平方在求和，最后除以一周波采样点数，最后开根号，即可求得电压值，根据公式：中央处理器通过硬件频率跟踪单元得到当前单元频率，并自动调整采样间隔，保证每周波的采样点数都是128点，中央处理器开辟一个10周波的缓存，每采一个点，中央处理器就将该点放入10周波缓存中，当总采样点数大于10周波缓存时，重新开始从头覆盖原有数据，每采一个点，中央处理器就计算一次均方根，计算的方法从该点开始往后推移一个周波，将这一个周波的点数平方，然后求和，最后除以每周波点数，再开根号，即可求得当前电压。

本发明的有益效果：

1.采用高精度互感器准确还原电网电压。

2.采用硬件过零检测方法，准确计算出当前频率，可自动调整采样频率，提高计算精度。

3.采用GPS卫星对时，实时校准时钟芯片，准确记录暂态事件发生时刻。

4.采用滑动均方根算法，每采集一个点进行一次计算，相比传统的每周波或半周波计算一次，可最大限度的减少暂态时间发生时刻与持续时间的误差。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种高精度暂态分析仪的电路示意图。

图2为为一种高精度暂态分析仪的使用示意图。

具体实施方式