CN104391167A - 电流有效值测量方法、测量装置及一种断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流有效值测量方法，尤其涉及一种适用于风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流有效值测量方法，属于电气测量技术领域。该方法对待测电流进行AD采样，并将采样得到的电流AD值依次存入一个长度为的先进先出队列，所述AD采样的采样周期为待测电流最大周期的，为大于等于2的整数；按照一预设周期根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，所述预设周期小于待测电流最大周期且大于AD采样的采样周期。本发明还公开了一种电流有效值测量装置及一种断路器。本发明可对风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流的有效值进行快速准确地测量，并进行实时快速地保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流有效值测量方法，尤其涉及一种适用于风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流有效值测量方法，属于电气测量技术领域。
背景技术
近年来，随着智能电网的发展，低压断路器越来越多的被应用于新能源与分布式电源场合。为了应对新能源特别是风力发电的需求，需要断路器对较低频率电流进行保护。传统的进行电流测量的方法是设定一个时间，计算该时间段内的电流有效值，并间隔该时间进行电流保护，这也是目前大多数时候采用的方法。但由于低频下计算电流有效值的时间较长，会导致进行电流保护的时间间隔也较长，不能及时、快速的进行电流保护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种适用于风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流有效值测量方法，进而可对低频电流进行快速及时地监控和保护。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种电流有效值测量方法，对待测电流进行AD采样，并将采样得到的电流AD值依次存入一个长度为n的先进先出队列，所述AD采样的采样周期为待测电流最大周期的1/n，n为大于等于2的整数；按照一预设周期根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，所述预设周期小于待测电流最大周期且大于AD采样的采样周期。
优选地，第一次计算待测电流的有效值在所述先进先出队列填满后。
优选地，利用电流互感器对待测电流进行AD采样。
一种电流有效值测量装置，包括依次连接的电流互感器、AD采样单元、采样数据存储单元、计算单元，AD采样单元对电流互感器所采集的电流信号进行AD采样并将电流AD值存入采样数据存储单元，计算单元根据采样数据存储单元中的电流AD值计算待测电流的有效值，所述采样数据存储单元为长度为n的先进先出队列，所述AD采样单元的采样周期为待测电流最大周期的1/n，n为大于等于2的整数，所述计算单元按照一预设周期根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，所述预设周期小于待测电流最大周期且大于AD采样单元的采样周期。
优选地，优选地，所述根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，具体如下：以先进先出队列中所有元素的平方和除以元素总数，然后开方，最后乘以单位AD均方根值所对应的电流值。
一种断路器，包括以上任一技术方案所述电流有效值测量装置。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明可对风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流的有效值进行快速准确地测量；利用本发明技术方案可对低频电流进行快速及时地监控和保护。
附图说明
图1为本发明电流有效值测量方法的算法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
本发明的电流有效值测量装置，包括与待测电流依次连接的电流互感器、AD采样单元、采样数据存储单元、计算单元，AD采样单元对电流互感器所采集的电流信号进行AD采样并将电流AD值存入采样数据存储单元，计算单元根据采样数据存储单元中的电流AD值计算待测电流的有效值。本发明的采样数据存储单元为一个先进先出队列，队列长度为n，n为大于等于2的整数。
该装置的测量方法如图1所示，具体如下：电流互感器采集待测电流信号，AD采样单元以t0为采样周期对电流互感器所采集的电流信号进行AD采样，t1为待测电流的最大周期，可通过预先观测确定；采样得到的电流AD值从前到后依次插入先进先出队列，如队列已满，则将队头的元素删除后将新的电流AD值放入队尾；同时以t2为周期，利用先进先出队列中的电流AD值计算待测电流的有效值，t0<t2<t1。
所述的有效值计算为以时间t2为一周期，计算先进先出队列中的所有元素的平方和，再除以队列中元素的个数，再开方，再乘以系数K。系数K为AD采样单元的参数，由试验得到，表示单位AD均方根值所对应的电流值。例如：对测量装置通一定频率，有效值为Y安培(A)的交流电流，然后进行AD采样，计算一段时间内AD值的均方根值X，则此时求系数
为保证最小频率下电流有效值的准确性，第一次有效值计算需队列满，即第一次计算电流有效值在t1时刻。
在风力发电、潮汐发电等所输出的电流频率不确定，需设定一个电流最小频率来用于计算最小频率以上频率的电流有效值。如设定电流最小频率为10Hz，即待测电流最大周期为100ms。
假设电流频率最小为10Hz，则t1为100ms，n的值取320，则AD采样周期t0为312.5us，t2的值可取20ms。
通过上述方法，可以实现风力发电、潮汐发电等所输出的低频电流的有效值快速准确测量，将本发明的电流有效值测量装置安装于断路器中，即可实现对低频电流实时快速的保护。
Claims (7)
1.一种电流有效值测量方法，其特征在于，对待测电流进行AD采样，并将采样得到的电流AD值依次存入一个长度为 的先进先出队列，所述AD采样的采样周期为待测电流最大周期的，为大于等于2的整数；按照一预设周期根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，所述预设周期小于待测电流最大周期且大于AD采样的采样周期。
2.如权利要求1所述电流有效值测量方法，其特征在于，所述根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，具体如下：以先进先出队列中所有元素的平方和除以元素总数，然后开方，最后乘以单位AD均方根值所对应的电流值。
3.如权利要求1所述电流有效值测量方法，其特征在于，第一次计算待测电流的有效值在所述先进先出队列填满后。
4.如权利要求1所述电流有效值测量方法，其特征在于，利用电流互感器对待测电流进行AD采样。
5.一种电流有效值测量装置，包括依次连接的电流互感器、AD采样单元、采样数据存储单元、计算单元，AD采样单元对电流互感器所采集的电流信号进行AD采样并将电流AD值存入采样数据存储单元，计算单元根据采样数据存储单元中的电流AD值计算待测电流的有效值，其特征在于，所述采样数据存储单元为长度为的先进先出队列，所述AD采样单元的采样周期为待测电流最大周期的，为大于等于2的整数，所述计算单元按照一预设周期根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，所述预设周期小于待测电流最大周期且大于AD采样单元的采样周期。
6.如权利要求5所述电流有效值测量装置，其特征在于，所述根据所述先进先出队列所存储的电流AD值计算待测电流的有效值，具体如下：以先进先出队列中所有元素的平方和除以元素总数，然后开方，最后乘以单位AD均方根值所对应的电流值。
7.一种断路器，包括如权利要求5或6所述电流有效值测量装置。
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