CN102221643A - 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置 - Google Patents

一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102221643A
CN102221643A CN2011101575549A CN201110157554A CN102221643A CN 102221643 A CN102221643 A CN 102221643A CN 2011101575549 A CN2011101575549 A CN 2011101575549A CN 201110157554 A CN201110157554 A CN 201110157554A CN 102221643 A CN102221643 A CN 102221643A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
circuit
signal
output terminal
harmonic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101575549A
Other languages
English (en)
Inventor
戴鹏
姜建国
伍小杰
左东升
周娟
吴玮
王贵峰
于月森
张勇
周书颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XUZHOU BAODI ELECTRIC CO Ltd
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
XUZHOU BAODI ELECTRIC CO Ltd
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XUZHOU BAODI ELECTRIC CO Ltd, China University of Mining and Technology CUMT filed Critical XUZHOU BAODI ELECTRIC CO Ltd
Priority to CN2011101575549A priority Critical patent/CN102221643A/zh
Publication of CN102221643A publication Critical patent/CN102221643A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置，属于变流器谐波检测装置。该谐波检测装置包括电网信号检测器、信号调理器和信号采集处理器，电网信号检测器的输入端与动力线连接，电网信号检测器的输出端通过信号调理器与信号采集处理器连接，信号采集处理器的输出端为谐波输出端。该装置计算一个周期谐波只需12个点的有关数据，计算过程中所用内存很少；在预先确定的子程序，只代入12点的数据即可算出结果，计算速度非常快；由于用
Figure 2011101575549100004DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 2011101575549100004DEST_PATH_IMAGE004
的解析解来计算谐波时，计算精度主要取决于逻辑开关动作点的准确程度，采用变步长“跳回”技术，所得到的结果能达到很高的精度。

Description

一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置
技术领域
本发明涉及一种变流器谐波检测装置，尤其涉及一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置。
背景技术
关于谐波检测装置的计算方法，通常使用傅里叶级数展开计算，任何波形或函数，经过傅里叶级数展开，能得到各种频率的分量，其中有基波分量，也有谐波分量，而这些分量正是我们所要求取的。
一个简单的波形用傅里叶级数展开是方便的、可行的。但对一个复杂波形来说，例如晶闸管变流器的波形，在一个周期里含有12段波形，各段波形均不尽相同，尤其是动态调节过程中的波形，各个一周期都是变化的，此时便难用傅里叶级数展开。这时人们会想到快速Forier变换（FFT）法，这种方法是有效的，也是非常实用的。在采用FFT法计算变流器谐波，要对每个周期上的波形作若干采样，然后根据这些采样值进行分析计算。采样点的多少直接影响计算精度和运算速度。采样点少，需内存少，运算快些，但精度差；采样点多，精度高，但又付出占内存大，运算慢的代价。一般来说，对一个波形，要达到一定精度，至少采样几百到上千个点，因此FFT计算方法的检测成本和运算成本都很高。
发明内容
本发明的目的是要提供一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置，解决FFT计算量大，占内存大的问题。
本发明的目的是这样实现的：该谐波检测装置包括电网信号检测器、信号调理器和信号采集处理器，电网信号检测器的输入端与动力线连接，电网信号检测器的输出端通过信号调理器与信号采集处理器连接，信号采集处理器的输出端为谐波输出端；
所述的电网信号检测器是在电流互感器1二次侧串入                                               的电阻3，在电压互感器2二次侧并联有二个串联的电阻，一个
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE004
的电阻4和一个1
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE006
和电阻，在二个电阻串联的电阻之间有分压端；
Figure 935681DEST_PATH_IMAGE002
的电阻3的输出端和串联的电阻分压端与AD采样电路连接；
Figure 852821DEST_PATH_IMAGE002
的电阻3的输出端和串联的电阻分压端输出电网检测信号；
所述的AD采样电路包括信号调理电路和AD转换电路，其中调理电路为现有通用信号处理技术，包括低通滤波电路、信号放大电路、限幅电路，输入的电网检测信号经电阻R1、电容C1构成的低通滤波器，接入到运算放大器U1A的正向输入端，U1A的反向输入端与U1A的输出相连，组成电压跟随器，其输出端经过电阻R2接入到运算放大器U1B的正向输入端，U1B的反向输入端通过电阻R3连接到地，U1B的输出端通过电阻R5连接到其反向输入端，并且通过电阻R4与地相连，运算放大器U1B的输出端与两个串联的反向二极管D1、D2相连，组成限幅电路，反向二极管D1、D2之间为模拟量信号输出端；
所述的信号采集处理器包括信号调理电路、AD转换电路和DSP电路，模拟量信号进过调理电路后经AD转换电路与DSP电路连接，AD转换电路将模拟量信号转换成数字检测信号，数字检测信号通过数据总线、地址总线和控制总线传入DSP控制器，交由DSP计算处理。所述的AD转换电路为AD采样芯片ADS8365，DSP电路为TI公司的TMS320F2812最小系统。
有益效果，由于采用了上述方案，该装置计算一个周期谐波只需12个点的有关数据，计算过程中所用内存很少；在预先确定的子程序，只代入12点的数据即可算出结果，计算速度非常快；由于用
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE010
的解析解来计算谐波时，计算精度主要取决于逻辑开关动作点的准确程度，采用变步长“跳回”技术，所得到的结果能达到很高的精度。解决了FFT计算量大，占内存大的问题，达到了本发明的目的。
附图说明
图1是本发明检测谐波的整体框图。
图2是本发明的检测电网信号原理图。
图3是本发明的调理电路原理图。
图中，1、电流互感器；2、电压互感器；3、
Figure 757192DEST_PATH_IMAGE002
电阻；4、
Figure 152401DEST_PATH_IMAGE004
电阻；5、AD采样电路。
具体实施方式
实施例1：该谐波检测装置包括电网信号检测器、信号调理器和信号采集处理器，电网信号检测器的输入端与动力线连接，电网信号检测器的输出端通过信号调理器与信号采集处理器连接，信号采集处理器的输出端为谐波输出端；
所述的电网信号检测器为不影响配电盘上的其他控制信号，电流信号是在电流互感器1二次侧串入
Figure 966773DEST_PATH_IMAGE002
的电阻3将电流信号转换为电压信号，以便交给后面信号采集电路处理，电压信号是在电压互感器2二次侧并联有二个串联的电阻，一个
Figure 789236DEST_PATH_IMAGE004
的电阻4和一个1
Figure 56269DEST_PATH_IMAGE006
和电阻，在二个电阻串联的电阻之间有分压端来获得电网电压信号。
Figure 382733DEST_PATH_IMAGE002
的电阻3的输出端和串联的电阻分压端与AD采样电路5连接；
Figure 51612DEST_PATH_IMAGE002
的电阻3的输出端和串联的电阻分压端输出电网检测信号；
所述的信号调理器包括调理电路和AD转换电路，其中调理电路包括低通滤波电路、信号放大电路、限幅电路，输入的电网检测信号经电阻R1、电容C1构成的低通滤波器，接入到运算放大器U1A的正向输入端，U1A的反向输入端与U1A的输出相连，组成电压跟随器，其输出端经过电阻R2接入到运算放大器U1B的正向输入端，U1B的反向输入端通过电阻R3连接到地，U1B的输出端通过电阻R5连接到其反向输入端，并且通过电阻R4与地相连，运算放大器U1B的输出端与两个串联的反向二极管D1、D2相连，组成限幅电路，反向二极管D1、D2之间为模拟量信号输出端；
所述的信号采集处理器包括信号调理电路、AD转换电路和DSP电路模拟量信号进过调理电路后经AD转换电路与DSP电路连接，AD转换电路将模拟量信号转换成数字检测信号，数字检测信号通过数据总线、地址总线和控制总线传入DSP控制器，交由DSP计算处理。所述的AD转换电路为AD采样芯片ADS8365，DSP电路为TI公司的TMS320F2812最小系统电路。
根据开关点动作情况，记录有信号检测部分得到的电网电压、电流数据，当记录一个循环12个点的数据后，代入到谐波计算子程序可得三相交流电流、直流电流、直流电压及交流电压畸变等谐波情况。
本发明提出一种基于新变流器系统谐波计算方法——开关点采样法的检测装置。该装置的计算方法仍然利用Fourier级数分析，但计算过程优越于FFT法。采用开关点采样法计算谐波时，对每个周期，只需十几个点的有关数据，若系统稳定，则只需12个点的数据，这十几个点的数据直接代入子程序，能快速地得出各谐波分量。
变流装置逻辑开关模型核心方程的解析解形式为：
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE012
           
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE014
Figure 2011101575549100002DEST_PATH_IMAGE016
                
从变流器系统逻辑开关模型可以看出，变流器特性取决于
Figure 923939DEST_PATH_IMAGE008
、，只要计算出这两个电流特性，交直流回路其它变量特性就可直接得到。因此变流器系统谐波计算问题归结为如何进行直流电流和换相电流
Figure 738814DEST_PATH_IMAGE010
的谐波计算。
电流
Figure 980439DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 255563DEST_PATH_IMAGE010
已有解析解形式，要进行谐波计算，用傅里叶级数展开即可。由于变流器工作过程（即换相和不换相过程）是交替进行的，因此，傅里叶级数展开的积分上、下限就是工作过程的交接点，即逻辑开关动作点。通过信号检测电路，检测出逻辑开关动作的时刻和有关数据，就可计算出
Figure 899034DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 358834DEST_PATH_IMAGE010
的谐波特性。

Claims (1)

1.一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置，其特征是：该谐波检测装置包括电网信号检测器、信号调理器和信号采集处理器，电网信号检测器的输入端与动力线连接，电网信号检测器的输出端通过信号调理器与信号采集处理器连接，信号采集处理器的输出端为谐波输出端；
所述的电网信号检测器是在电流互感器1二次侧串入                                                
Figure 2011101575549100001DEST_PATH_IMAGE001
的电阻3，在电压互感器2二次侧并联有二个串联的电阻，一个
Figure 480709DEST_PATH_IMAGE002
的电阻4和一个1
Figure 2011101575549100001DEST_PATH_IMAGE003
和电阻，在二个电阻串联的电阻之间有分压端；
Figure 252356DEST_PATH_IMAGE001
的电阻3的输出端和串联的电阻分压端与AD采样电路连接；的电阻3的输出端和串联的电阻分压端输出电网检测信号；
所述的AD采样电路包括信号调理电路和AD转换电路，其中调理电路为现有通用信号处理技术，包括低通滤波电路、信号放大电路、限幅电路，输入的电网检测信号经电阻R1、电容C1构成的低通滤波器，接入到运算放大器U1A的正向输入端，U1A的反向输入端与U1A的输出相连，组成电压跟随器，其输出端经过电阻R2接入到运算放大器U1B的正向输入端，U1B的反向输入端通过电阻R3连接到地，U1B的输出端通过电阻R5连接到其反向输入端，并且通过电阻R4与地相连，运算放大器U1B的输出端与两个串联的反向二极管D1、D2相连，组成限幅电路，反向二极管D1、D2之间为模拟量信号输出端；
所述的信号采集处理器包括信号调理电路、AD转换电路和DSP电路，模拟量信号进过调理电路后经AD转换电路与DSP电路连接，AD转换电路将模拟量信号转换成数字检测信号，数字检测信号通过数据总线、地址总线和控制总线传入DSP控制器，交由DSP计算处理。
CN2011101575549A 2011-06-14 2011-06-14 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置 Pending CN102221643A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101575549A CN102221643A (zh) 2011-06-14 2011-06-14 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101575549A CN102221643A (zh) 2011-06-14 2011-06-14 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102221643A true CN102221643A (zh) 2011-10-19

Family

ID=44778247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101575549A Pending CN102221643A (zh) 2011-06-14 2011-06-14 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102221643A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107728025A (zh) * 2017-10-27 2018-02-23 无锡七百二十度科技有限公司 一种用于在线监测高压开关柜局部放电的系统
CN108872782A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 江苏伊莱尔电力科技有限公司 一种电网谐波在线检测装置及方法
CN110389265A (zh) * 2019-07-12 2019-10-29 湖南沛科交通工程技术股份有限公司 一种LoRa无线数据采集器用测试系统及其测试方法
CN110441578A (zh) * 2018-05-03 2019-11-12 上海宝信软件股份有限公司 信号保真采样电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2665720Y (zh) * 2003-11-25 2004-12-22 华南理工大学 手持式钳形数字电流谐波分析仪
CN201156058Y (zh) * 2007-12-27 2008-11-26 杭州之江开关股份有限公司 智能型电能质量分析仪
CN202159097U (zh) * 2011-06-14 2012-03-07 中国矿业大学 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2665720Y (zh) * 2003-11-25 2004-12-22 华南理工大学 手持式钳形数字电流谐波分析仪
CN201156058Y (zh) * 2007-12-27 2008-11-26 杭州之江开关股份有限公司 智能型电能质量分析仪
CN202159097U (zh) * 2011-06-14 2012-03-07 中国矿业大学 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 20100815 崔俊霞 并联型有源滤波器谐波检测与控制方法的研究 I135-243 1 , *
《电工技术学报》 19900531 姜建国 一种新的变流器系统谐波计算方法 29-33 1 , 第2期 *
姜建国: "一种新的变流器系统谐波计算方法", 《电工技术学报》, no. 2, 31 May 1990 (1990-05-31), pages 29 - 33 *
崔俊霞: "并联型有源滤波器谐波检测与控制方法的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, 15 August 2010 (2010-08-15), pages 135 - 243 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107728025A (zh) * 2017-10-27 2018-02-23 无锡七百二十度科技有限公司 一种用于在线监测高压开关柜局部放电的系统
CN110441578A (zh) * 2018-05-03 2019-11-12 上海宝信软件股份有限公司 信号保真采样电路
CN108872782A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 江苏伊莱尔电力科技有限公司 一种电网谐波在线检测装置及方法
CN110389265A (zh) * 2019-07-12 2019-10-29 湖南沛科交通工程技术股份有限公司 一种LoRa无线数据采集器用测试系统及其测试方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102565523B (zh) 一种电流谐波检测系统及工作方法
CN103176066B (zh) 数字化电能质量监测装置
CN204241558U (zh) 一种电压信号周期性采集装置
CN204287320U (zh) 一种电流信号周期性采集装置
CN201773140U (zh) 一种交直流混合电场强度测量装置
CN104133130A (zh) 基于故障录波数据的变压器直流偏磁电流计算方法及系统
CN103529294A (zh) 基于hht的光伏系统并网逆变器谐波检测系统及方法
CN103673865A (zh) 电力变压器绕组变形监测装置
CN104502735A (zh) 一种适用于低压配电柜的三相不平衡监测系统
CN104820127A (zh) 一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法和装置
CN102221643A (zh) 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置
CN104316755A (zh) 一种宽电压的电力信号电压检测装置
CN204439725U (zh) 电容器组故障检测系统
CN103091561B (zh) 从交直流叠加信号中提取直流信号的装置及方法
CN202159097U (zh) 一种直流矿井提升机变流器谐波检测装置
CN202372592U (zh) 一种电能质量监测仪
CN106154034A (zh) 一种功率模块的谐波测量装置和方法
CN104569615A (zh) 电容器组故障检测系统
CN103439614A (zh) 电力监测装置及其监测方法
CN201622316U (zh) 容性设备漏电流测量装置
CN104391176A (zh) 一种兼容电力系统信号软硬件测频电路
CN203025253U (zh) 容性设备介质损耗带电测试装置
CN103134969B (zh) 一种功率因数校正器以及相电压估计方法
CN107860969A (zh) 风力发电机组电能信息采集装置、系统和方法
CN201285409Y (zh) 相电压检测电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111019