[发明专利]一种带相角补偿功能的数字式同步检查继电器

说明书

本发明公开了一种带相角补偿功能的数字式同步检查继电器，该继电器包括分别连接两相电压的采样模块、对应每个采样模块输出端的滤波模块、汇聚滤波模块输出信号的微控制器、节点输出模块、以及友好用户界面；控制器设有处理模块，在输入信号处理后，依次进行单相电压失压判断、两相电压差值判断、两相电压达到动作值判断、以及带补偿的两相相角差判断，在满足条件下节点动作。本发明采用软硬件结合的方式，有效地避免了纯硬件电路不稳定而有可能造成的误动作。当硬件采样得到的电压或相角在动作点波动时，采用软件算法能有效的避免输出节点的闭与合的跳动，避免误动作，增加稳定性。

技术领域

本发明涉及电学领域，具体地说涉及一种带相角补偿功能的数字式同步检查继电器。

背景技术

中国专利号201510398305.7的电子式同步检查继电器采样硬件方式，通过比较器检查电机和电网的二次电压信号相位和幅值是否相同，当比较器的输出脚输出低电平时继电器动作，继电器输出接点接通并网合闸操作回路。该电子式同步检查继电器纯硬件电路方式，存在电压信号相位和幅值不准确，抗干扰差，不稳定，输出继电器可能会存在误动作。在系统测与待并侧接线方式不同时，原有方案需要加转角变压器，是两边相角一致。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种用于两段供电系统自动重合闸线路中存在的电压信号相位和幅值不准确，采集数据抖动较大，引起无动作的一种带相角补偿功能的数字式同步检查继电器；本发明还有一个目的是提供了前述继电器有效电压的测算方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种带相角补偿功能的数字式同步检查继电器，包括分别连接两相电压的采样模块、对应每个采样模块输出端的滤波模块、汇聚滤波模块输出信号的微控制器、节点输出模块、以及友好用户界面；所述控制器设有处理模块，在输入信号处理后，依次进行单相电压失压判断、两相电压差值判断、两相电压达到动作值判断、以及带补偿的两相相角差判断，在满足条件下节点动作。

进一步的，该装置包括对应两相电压用于转化成交流小电压的互感器；用于将交流小电压整体抬高为正值的偏置电路；以及用于将交流小电压信号去噪的滤波电路。优选地，所述滤波电路为二阶滤波电路。

进一步的，所述节点输出模块包括设于微控制器输出端的非门芯片，以及与非门芯片连接的光耦芯片；所述非门芯片输入端同时与微控制器输出信号管脚和控制信号管脚连接。

进一步的，本发明采用带差分傅里叶算法计算交流电压有效值与相角，再带入到如下流程步骤进行处理和判断，在满足条件下节点动作；所述流程包括：

S01：采集电压信号；

S02：输入信号处理；

S03：单相电压失压判断；

S04：两相电压差值判断；

S05：两相电压达到动作值判断；

S06：以及带补偿的两相相角差判断；

所述输入信号处理包括：将输入电压减小，电压信号偏置为正值，以及将交流小电压信号滤波去噪；所述带差分傅里叶算法为：

获得差分滤波后输出的信号序列：

式(1)中，X_m为输入信号的幅值，为相位，其中θ为输入信号相位，f为输入信号频率，k为差分步长，k可根据不同滤波要求确定，k≥1；T_s为采样周期；为幅值；

带入傅里叶展开式，采用一个周期18点采样，求得a₁、b₁为：

求得