CN103760510A - 频率偏差检测仪器的准确度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：1)设定信号源发生器使其按照所设计的检测波形输出;所述检测波形由基波和谐波叠加而成，2)接入被检仪器，每10秒记录被检仪器的测量频率值;3)比较被检仪器测量的频率值与所设计的检测波形频率值是否达到设定标准。本发明可以实现全面检测频率偏差检测仪器的准确度。

Description

频率偏差检测仪器的准确度检测方法
技术领域
本发明涉及一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法,属于电能质量指标检测领域。
背景技术
频率偏差是电能质量最重要的指标之一，电力系统运行频率偏差超过规定的允许值对系统背身和其设备有很大影响，当频率偏差变动在±0.5Hz之内时，会引起设备效率降低、损耗增加。当频率偏差变动超出±0.5Hz时，不仅会使设备效率降低，而且会危及设备的安全甚至影响到系统的安全运行。
目前，市场上存在很多检测频率偏差的仪器，对于各种仪器频率偏差的准确度的检测，标准和经验没有给出一个全面、明确的检测波形组，国家标准GB/T19862-2005提供的检测波形为在参考相与地之间输人额定交流电压，信号频率分别设定为50Hz、49Hz、51Hz；行业标准DL/T1028-2006提供的检测波形的频率是以50Hz为基准，在测量范围内，均匀选取5-10个频率点的额定交流电压。因此会出现部分仪器针对标准给出的检测波形的准确度满足要求，但是实际频率偏差的准确度并没有达到标准要求。
针对上述问题，本发明提出的，该方法是根据标准IEC61000-4-30规定的频率测量范围、算法和准确度产生4组检测波形检测测量设备的频率偏差准确度。同时此检测波形组生成简单，便于使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对目前频率偏差检测波形的不足，提出一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，在规定的频率范围内，实现全面检测频率偏差的准确度。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：
一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)设定信号源发生器使其按照所设计的检测波形输出;
所述检测波形由基波和谐波叠加而成，基波的数学表达式为：
Figure BDA0000461459610000021
基波的整数周波的个数N在时间间隔10s内测量得到，T是整数周波N所对应的累积时间，UN为基波的有效值；
谐波的数学表达式为：n代表谐波的次数，是大于1的整数，Ux为谐波的有效值；
检测波形的表达式：
其中，
Figure BDA0000461459610000024
是基波相角，是谐波相角，Y1是基波的瞬时电压值，Y2是谐波的瞬时电压值，t为时间；
2)接入被检仪器，每10秒记录被检仪器的测量频率值;
3)比较被检仪器测量的频率值与所设计的检测波形频率值
Figure BDA0000461459610000026
是否达到设定标准。
前述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，检测波形的数学表达式： 角在范围0°-360°中任选一值，整数周波对应的累积时间T在范围0<T≤10内任选一值，得到整数周波个数N的取值范围：42.5T≤N≤57.5T，以N作为变量，离散均匀选取整数N，选取的波形个数至少4个。
前述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，在10s时间间隔内测量的波形总数N+ΔN，ΔN是最后一个不完整波形所占时间除以单个波形的周期，检测波形的数学表达式：
Figure BDA0000461459610000031
角在范围0°-360°中任选一值，整数周波个数N在范围425-574内任取一值，以ΔN作为变量，ΔN的取值依次为：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9从而得到检测波形组。
前述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，检测波形的数学表达式：
Figure BDA0000461459610000033
角在范围0°-360°中，任选一值，N在范围0<N≤575内，任选一值，得到整数周波对应的累积时间T的取值范围：
Figure BDA0000461459610000035
以T作为变量，离散均匀选取T，选取波形个数至少6个。
前述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0.05UN时，检测波形的数学表达式：
Figure BDA0000461459610000037
在
Figure BDA0000461459610000038
在范围0°-360°中，任选一值，谐波次数n的取值范围：2≤n≤50，以n作为变量，离散选取整数n，选取n值满足使得检测波形在测量时间间隔内的过零点数量不完全相同，选取的波形个数至少6个。
本发明的有益效果：
本发明通过改变基波的整数周波个数、对应的累积时间和谐波的频率来形成检测波形组。根据IEC标准规定的以10s作为测量时间间隔。波形组是改变测量时间间隔内的周波个数或对应的累计时间而产生的。检测波形组可以全面的检测仪器的准确度是否达到0.01Hz。在国家标准规定的谐波允许范围内，改变谐波的次数从而真实、有效地检测测量仪器的滤波处理环节，在规定的频率范围内，实现全面检测频率偏差的准确度。
附图说明
图1是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000041
设定T=6s时，离散均匀选取的N的检测波形组在5.8s-6.2s的波形图；
图2是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000042
设定T=6s时，离散均匀选取的N的检测波形组在3.8s-4.2s的波形图；
图3是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000043
设定N=450时，离散均匀选取ΔN的检测波形组在3s-3.3s的波形图；
图4是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000044
设定N=450时，离散均匀选取ΔN的检测波形组在9.7s-10s的波形图；
图5是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000045
设定N=300时，离散均匀选取T的检测波形组在5.8-6.9s的波形图；
图6是Ux=0，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000046
设定N=300时，离散均匀选取T的检测波形组在4.9-6s的波形图；
图7是Ux=0.05UN，UN=220V；
Figure BDA0000461459610000047
设定n=34、35、36、37、38、39的检测波形组在一个工频周期内的波形图。
具体实施方式
使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1，本实例当中，标称电压UN=220V，一组检测波形设定为：谐波有效值Ux=0，基波相角
Figure BDA0000461459610000055
，在10s的时间间隔内整数周波个数N对应的累积时间T设定为6s，N的取值范围：225≤N≤345，离散均匀选取N，选取的N值：225、249、273、297、345。其中图1是上述波形组在5.8s-6.2s之间的波形图和图2是上述波形组在3.8s-4.2s的波形图
实施例2，本实例当中，标称电压UN=220V，一组检测波形设定为：谐波有效值Ux=0，基波相角
Figure BDA0000461459610000051
在10s的时间间隔内整数周波个数N设定为450，在10s时间间隔的最终时刻，最后一个不完整波形所占单个周波的比例ΔN作为变量，ΔN的取值为：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9。其中图3是上述波形组在3s-3.3s时的波形图，图4是上述波形组在9.7s-10s的波形图。
实施例3，本实例当中，标称电压UN=220V，一组检测波形设定为：谐波有效值Ux=0，基波相角
Figure BDA0000461459610000052
在10s的时间间隔内整数周波个数N设定为300。以N对应的累计时间T的取值范围：5.127≤T≤7.059，以T作为变量，离散均匀选取T，选取的T值：5.3、5.5、5.7、5.9、6.1、6.3、6.5、6.7。图5是上述波形组在5.8-6.9s的波形图，图6是上述波形组在4.9-6s的波形图。
实施例4，本实例当中，标称电压UN=220V，一组检测波形设定为：Ux=11V，基波相角
Figure BDA0000461459610000053
谐波相角
Figure BDA0000461459610000054
基波频率设定为50Hz，谐波次数n的取值范围：2≤n≤50，以n作为变量，选取的n为34、35、36、37、38、39。图7是上述波形组的在一个工频周期内的波形图。
实施例1-4给出了本发明的四种检测波形。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有局限性，附图中所示的只是本发明的实施方式之一。所以如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的技术方案与实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)设定信号源发生器使其按照所设计的检测波形输出;
所述检测波形由基波和谐波叠加而成，基波的数学表达式为：基波的整数周波的个数N在时间间隔10s内测量得到，T是整数周波N所对应的累积时间，UN为基波的有效值；
谐波的数学表达式为：n代表谐波的次数，是大于1的整数，Ux为谐波的有效值；
检测波形的表达式：
Figure FDA0000461459600000013
其中，
Figure FDA0000461459600000014
是基波相角，
Figure FDA0000461459600000015
是谐波相角，Y1是基波的瞬时电压值，Y2是谐波的瞬时电压值，t为时间；
2)接入被检仪器，每10秒记录被检仪器的测量频率值;
3)比较被检仪器测量的频率值与所设计的检测波形频率值
Figure FDA0000461459600000016
是否达到设定标准。
2.根据权利要求1所述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，检测波形的数学表达式：
Figure FDA0000461459600000018
角在范围0°-360°中任选一值，整数周波对应的累积时间T在范围0<T≤10内任选一值，得到整数周波个数N的取值范围：42.5T≤N≤57.5T，以N作为变量，离散均匀选取整数N，选取的波形个数至少为4个。
3.根据权利要求1所述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，在10s时间间隔内测量的波形总数N+ΔN，ΔN是最后一个不完整波形所占时间除以单个波形的周期，检测波形的数学表达式：
Figure FDA0000461459600000021
Figure FDA0000461459600000022
角在范围0°-360°中任选一值，整数周波个数N在范围425-574内任取一值，以ΔN作为变量，ΔN的取值依次为：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9从而得到检测波形组。
4.根据权利要求1所述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0时，检测波形的数学表达式：
Figure FDA0000461459600000023
Figure FDA0000461459600000024
角在范围0°-360°中，任选一值，N在范围0<N≤575内，任选一值，得到整数周波对应的累积时间T的取值范围：
Figure FDA0000461459600000025
以T作为变量，离散均匀选取T，选取波形个数至少为6个。
5.根据权利要求1所述的一种频率偏差检测仪器的准确度检测方法，其特征在于：所述检测波形中，当Ux=0.05UN时，
Figure FDA0000461459600000026
检测波形的数学表达式：
Figure FDA0000461459600000027
在在范围0°-360°中，任选一值，谐波次数n的取值范围：2≤n≤50，以n作为变量，离散选取整数n，选取n值满足使得检测波形在测量时间间隔内的过零点数量不完全相同，选取的波形个数至少为6个。
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