CN102445608B - 一种电能质量监测装置及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电能质量监测装置及校准方法，监测装置包括互感器、放大器、模数转换器和处理单元，电压电流源输入互感器，互感器感应信号经放大器放大后输入给模数转换器，模数转换器将放大后的感应信号转换成数字信号，后输入给处理单元进行处理。校准方法包括初始化和测量，初始化时，对互感器输入一次以上的基准值，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数；测量时，对互感器输入带测量电流或电压，处理单元记录测量结果，并根据测量结果和误差系数计算出测量输出值。本发明结构简单，实现成本低，能大大提高生产效率。而且，还能降低系统对硬件元器件的精度要求。
Description
技术领域
本发明公开一种监测装置及校准方法，特别是一种电能质量监测装置及校准方法。
背景技术
在当前电网运行日益复杂的情况下，电能质量监测系统得到了广泛的应用，为电网检测提供了大量的分析数据，为电网稳定运行起到不可估量的作用。随着电能质量监测技术深入发展，对电能质量监测精度提出了很高的要求，如国标A类标准的仪器就对谐波检测的精度要求达到0.05％。而高精度的采样电阻的精度一般为0.1％～0.5％左右，电压电流互感器的精度也在0.1％左右，在不考虑各种误差累加的情况下，单个元器件的精度已经满足不了要求。为了消除器件带来的精度误差，大多数仪器仪表都采用可调式元器件，在关键线路上采用示波器等测量仪器，逐级进行校准，以消除积累误差。而在对仪器仪表进行校准时，需要手工操作，效率低下，对人员要求高，不利于大批量生产。所以必须采用高精度仪器所采用的校准方法对装置进行精度校准，用以消除元器件本身带来的误差。采用软件校准方式通常是利用标准信号源输出一个信号，把标准仪表和被校准仪表放在同一测试环境中，得出与标准仪表的差值，输入到被校准仪表里面，进行误差校正。目前的标准仪表与被校准的仪表一般都无法通过软件方式通讯，大多数情况下都需采用手工记录方式，需要手工记录大量的数据才能校准一台设备，不能满足大批量生产需求。电能质量监测装置一般都具有多通道输入，且需测量的参数多，又需要满足大批量的需求，因此，如何找出一种简便易用的方法，给本领域技术人员提出一个新的技术考验。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种电能质量监测装置，监测装置包括互感器、放大器、模数转换器和处理单元，电压电流源输入互感器，互感器感应信号经放大器放大后输入给模数转换器，模数转换器将放大后的感应信号转换成数字信号，后输入给处理单元进行处理。
一种上述的电能质量监测装置的校准方法，该方法包括初始化和测量，
初始化时，对互感器输入一次以上的基准值，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数；
测量时，对互感器输入带测量电流或电压，处理单元记录测量结果，并根据测量结果和误差系数计算出测量输出值。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的互感器为电流互感器或电压互感器。
所述的基准值为+5V电压。
所述的误差系数为平均数除以基准值的商。
所述的误差系数的倒数为校准系数。
所述的测量输出值为测量结果乘以校准系数的积。
所述的初始化时，对互感器输入十次以上的基准值，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，实现成本低，通过系统内的的操作就能完成电能质量监控装置的校准，大大提高了生产效率。而且，采用发明中的校准方式，还能降低系统对硬件元器件的精度要求。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明测量装置电路方框示意图。
图2为本发明校准方法流程图。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
请参看附图1，本发明中的电能质量监测装置主要包括互感器、放大器、模数转换器和处理单元，电压电流源输入互感器，互感器感应信号经放大器放大后输入给模数转换器，模数转换器将放大后的感应信号转换成数字信号，后输入给处理单元进行处理。本实施例中，互感器可为电压互感器或电流互感器。
本发明中，上述电能质量监测装置的校准方法包括下述两个步骤：
1、初始化：初始化时，对互感器输入一次以上的基准值，一般的基准值输入要达到10次以上，以减小误差，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数；
2、测量：测量时，对互感器输入带测量电流或电压，处理单元记录测量结果，并根据测量结果和误差系数计算出测量输出值。
本发明的最终目标是要实现：输出值＝输入值。
本发明中，有以下几个概念需要说明：
基准值：S，一般为标准电压或标准电流；
每次基准值测量结果：V1，V2···V10(本实施例中，以10个为例)
平均值：V
误差系数：W
校准系数：A
输入值：Vi
实际测量值：Vt
输出值：Vo
上述参数的公式说明：
测量平均值公式：
V＝(V1+V2+···+V10)/10
误差系数公式：
W＝测量平均值/基准值＝V/S
校准系数公式：
A＝基准值/测量平均值＝S/V
输出值公式：
Vo＝实际测量值*校准系数＝Vt*A
下面以一个具体的计算校准系数过程对本发明做进一步说明：
本实施例中，基准值为输入基准电流S＝5A，得到10个测量值V1、V2、···、V10，
算出10个测量值的平均值为V＝4.99A；
根据校准系数公式得校准系数A＝S/V＝5A/4.99A＝5/4.99；
对校准系数进行保存。
校准过程：
输入电流为Vi＝3.99A，得到测量值为Vt＝3.98A，
根据输出值公式得到输出值Vo＝Vt*A＝Vt*S/V＝3.98A*5/4.99＝3.99A
从而实现了最终目标：输出值＝输入值。
本发明结构简单，实现成本低，通过系统内的的操作就能完成电能质量监控装置的校准，大大提高了生产效率。而且，采用发明中的校准方式，还能降低系统对硬件元器件的精度要求。
Claims (4)
1.一种电能质量监测装置的校准方法，其特征是：所述的方法包括初始化和测量，监测装置包括互感器、放大器、模数转换器和处理单元，电压电流源输入互感器，互感器感应信号经放大器放大后输入给模数转换器，模数转换器将放大后的感应信号转换成数字信号，后输入给处理单元进行处理，
初始化时，对互感器输入一次以上的基准值，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数，误差系数为平均数除以基准值的商，误差系数的倒数为校准系数；
测量时，对互感器输入待测量电流或电压，处理单元记录测量结果，并根据测量结果和误差系数计算出测量输出值，测量输出值为测量结果乘以校准系数的积。
2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征是：所述的基准值为+5A电流。
3.根据权利要求1或2所述的校准方法，其特征是：所述的初始化时，对互感器输入十次以上的基准值，处理单元记录各次基准值测量结果，并对各次基准值测量结果取平均数，根据平均数和基准值计算出误差系数。
4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征是：所述的互感器为电流互感器或电压互感器。
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