CN104678154B - 一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,步骤为:配电装置实时采集各通道的模拟量;经过配电装置内CT/PT组成的采样回路,运放电路,进入片内AD转换;装置内设置运算/逻辑处理模块,定期读取AD转换后的24点离散值,再进行傅里叶转换成有效值、实部、虚部供后续使用;考虑不同采样通道的通道系数,辅以温度系数,加以综合补偿,从而抑制零飘至合理范围内。本发明能有效地抑制固有零飘,并考虑环境温度对其影响,加以综合补偿,能够快速、准确地调节装置零飘至合理范围内,进而对装置的批量生产、现场调试带来很大的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,属于电力技术领域。
背景技术
配电装置,一般会采集被监测对象输入的电压、电流量,并据此计算产生频率、相角、功率等。因此对电压、电流等测量的精确度,就影响后续一系列计算量的精度。
零飘,即输入端无信号时,输出端的电压偏离初始值而上下漂动的现象。零漂一般是由于元器件参数变值、温度变化、电源电压的不稳定等原因造成的。
例如,监控装置要达到0.5级(0.5%)的性能指标要求。针对额定电流5A(安培),0.5级的要求就是0.5%*5A=0.025A;也就是输入信号是5A时,要求测量值介于5±0.025A范围内,才算合格;同理,当无输入信号(0A)时,要求测量值(即零飘值)应小于0.025A。
零飘是避免不了的,但工程上可以控制零飘至合理的范围内。抑制零漂,可以通过精选元件、对元件进行老化处理、选用高稳定度电源以及用稳定静态工作点等方法来实现,这些措施也会导致装置成本的上升。另外,软件方案中,通过调整通道系数、对零飘值进行算术处理,虽然能够控制零飘,也可能会导致牺牲小的测量值(小值)的精度,甚至牺牲额定值的精度。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题作出了改进,在不增加现有装置成本的前提下,综合运用自适应调零方案,能有效地抑制零飘,同时不牺牲小值、额定值的精度,提供了一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法。
本发明的技术方案如下:
一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,所述步骤为:
(1)、配电装置实时采集各通道的模拟量;
(2)、经过配电装置内CT/PT组成的采样回路,运放电路,进入片内AD转换;
(3)、装置内设置运算/逻辑处理模块,定期读取AD转换后的24点离散值,再进行傅里叶转换成有效值、实部、虚部供后续使用;考虑不同采样通道的通道系数,辅以温度系数,加以综合补偿,从而抑制零飘至合理范围内。
上述步骤(1)中模拟量包括三相电流Ia、Ib、Ia,三相电压Ua、Ub、Uc,以及遥信开入。
上述步骤(2)中外部输入经过装置内CT变换后,经过数个阻容件组成的滤波电路,生成SINIA信号,送往后续运放电路。
上述步骤(3)中运算/逻辑处理模块的处理方法如下:
(a)、定期读取以1周波24点采样为周期,在每个采样周期内,读取AD转换后的电流值,依次保存进三相电流采样数组Ia_Smpl[N]、Ib_Smpl[N]、Ic_Smpl[N],以及三相电压采样数组Ua_Smp[l]N、Ub_Smpl[N]、Uc_Smpl[N],N是数组维数;
(b)、在无输入信号时,上述数组记录了电流、电压各个通道的零飘值;当选择零飘调整时,根据上述各相电流、电压采样数组,进行数学平均得出平均误差,得出偏差值;
A相电压的偏差值为:
公式1
式中,N为数组维数;
(c)、考虑到温度变化等因素对滤波电路的影响,以室温20度为基准值,定其温度补偿系数为1.0,通过温度试验,实际每5度,测量所得经验补偿系数记录入温度补偿系数数组K_tmp[M]中,从而产生综合的补偿系数:
公式2
同理产生K0_Ub、K0_Uc,以及K0_Ia、K0_Ib、K0_Ic;
式中,j为在调零命令发出时的环境温度对应的温度系数数组下标值;
然后得到修正后的采样值:
Val_Ua[N]=Ua_Smpl[N]-K0_Ua 公式3
同理产生Val_Ub[N]、Val_Uc[N]、Val_Ia[N]、Val_Ib[N]、Val_Ic[N]。
本发明所达到的有益效果:
本发明在不增加现有硬件成本的前提下,采用简单可靠的设计思路,并考虑了温度等对零飘的影响,采用综合补偿并抑制零飘,使装置能达到应有的性能指标;同时,简化了调零步骤,有效的减小了出厂调试以及工程维护的工作量,降低了装置的生产和维护成本。
附图说明
图1为配电装置功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,所述步骤为:
(1)、配电装置实时采集各通道的模拟量;
(2)、经过配电装置内CT/PT组成的采样回路,运放电路,进入片内AD转换;
(3)、装置内设置运算/逻辑处理模块,定期读取AD转换后的24点离散值,再进行傅里叶转换成有效值、实部、虚部供后续使用;考虑不同采样通道的通道系数,辅以温度系数,加以综合补偿,从而抑制零飘至合理范围内。
上述步骤(1)中模拟量包括三相电流Ia、Ib、Ia,三相电压Ua、Ub、Uc,以及遥信开入。
上述步骤(2)中外部输入经过装置内CT变换后,经过数个阻容件组成的滤波电路,生成SINIA信号,送往后续运放电路。
上述步骤(3)中运算/逻辑处理模块的处理方法如下:
(a)、定期读取以1周波24点采样为周期,在每个采样周期内,读取AD转换后的电流值,依次保存进三相电流采样数组Ia_Smpl[N]、Ib_Smpl[N]、Ic_Smpl[N],以及三相电压采样数组Ua_Smp[l]N、Ub_Smpl[N]、Uc_Smpl[N],N是数组维数;
(b)、在无输入信号时,上述数组记录了电流、电压各个通道的零飘值;当选择零飘调整时,根据上述各相电流、电压采样数组,进行数学平均得出平均误差,得出偏差值;
A相电压的偏差值为:
公式1
式中,N为数组维数,一般取1周波采样点数的整数倍,例如N=72;
(c)、考虑到温度变化等因素对滤波电路的影响,以室温20度为基准值,定其温度补偿系数为1.0,通过温度试验,实际每5度,测量所得经验补偿系数记录入温度补偿系数数组K_tmp[M]中,在装置可能使用的温度范围内,如-40°~+70°范围内,每5°生成一个补偿系数,这样共产生22个温度补偿系数。从而产生综合的补偿系数:
公式2
同理产生K0_Ub、K0_Uc,以及K0_Ia、K0_Ib、K0_Ic;
式中,j为在调零命令发出时的环境温度对应的温度系数数组下标值;
然后得到修正后的采样值:
Val_Ua[N]=Ua_Smpl[N]-K0_Ua 公式3
同理产生Val_Ub[N]、Val_Uc[N]、Val_Ia[N]、Val_Ib[N]、Val_Ic[N]。
综上,在不增加现有硬件成本的前提下,采用简单可靠的设计思路,并考虑了温度等对零飘的影响,采用综合补偿并抑制零飘,使装置能达到应有的性能指标;同时,简化了调零步骤,有效的减小了出厂调试以及工程维护的工作量,降低了装置的生产和维护成本。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,其特征在于步骤为:
(1)、配电装置实时采集各通道的模拟量;
(2)、经过配电装置内CT/PT组成的采样回路,运放电路,进入片内AD转换;
(3)、装置内设置运算/逻辑处理模块,定期读取AD转换后的24点离散值,再进行傅里叶转换成有效值、实部和虚部供后续使用;考虑不同采样通道的通道系数,辅以温度系数,加以综合补偿,从而抑制零飘至合理范围内;
所述步骤(3)中运算/逻辑处理模块的处理方法如下:
(a)、定期读取以1周波24点采样为周期,在每个采样周期内,读取AD转换后的电流值,依次保存进三相电流采样数组Ia_Smpl[N]、Ib_Smpl[N]、Ic_Smpl[N],以及三相电压采样数组Ua_Smpl[N]、Ub_Smpl[N]、Uc_Smpl[N],N是数组维数;
(b)、在无输入信号时,上述数组记录了电流、电压各个通道的零飘值;当选择零飘调整时,根据上述各相电流、电压采样数组,进行数学平均得出平均误差,得出偏差值;
A相电压的偏差值为:
式中,N为数组维数;
(c)、考虑到温度变化因素对滤波电路的影响,以室温20度为基准值,定其温度补偿系数为1.0,通过温度试验,实际每5度,测量所得经验补偿系数记录入温度补偿系数数组K_tmp[M]中,从而产生综合的补偿系数:
同理产生K0_Ub、K0_Uc,以及K0_Ia、K0_Ib、K0_Ic;
式中,j为在调零命令发出时的环境温度对应的温度系数数组下标值;
然后得到修正后的采样值:
Val_Ua[N]=Ua_Smpl[N]-K0_Ua 公式3
同理产生Val_Ub[N]、Val_Uc[N]、Val_Ia[N]、Val_Ib[N]、Val_Ic[N]。
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,其特征在于:所述步骤(1)中模拟量包括三相电流Ia、Ib、Ia,三相电压Ua、Ub、Uc,以及遥信开入。
3.根据权利要求1所述的一种基于自适应调零技术的调节配电装置零飘的方法,其特征在于:所述步骤(2)中外部输入经过装置内CT变换后,经过数个阻容件组成的滤波电路,生成SINIA信号,送往后续运放电路。
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