CN105242103A

CN105242103A - 一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法

Info

Publication number: CN105242103A
Application number: CN201510543263.1A
Authority: CN
Inventors: 乐凌志; 黄作兵
Original assignee: NANJING GUODIAN NANZI MEIZHUO CONTROL SYSTEM CO Ltd
Current assignee: NANJING GUODIAN NANZI MEIZHUO CONTROL SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明公开了一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对母线电压进行模数转换采样，采样频率固定为1600Hz,可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点，即X(m)，m＝1,2,…,64；S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个采样点U(n)，n＝1,2,…,32；S3、采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。本发明的方法用固定频率对两路非同频电压进行同步采样，两路电压可以共用模数转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行补偿计算相位差，简化了采样环节。

Description

一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法。

背景技术

发电厂厂用电源快速切换装置需要对厂用母线电压的频率，幅值和相位进行测量和计算，并比较厂用母线电压和系统电源电压的频率差，幅值差和相位差，当三个差值都较小，方可进行厂用电切换，否则将造成很大的冲击电流，危害设备安全。由于厂用电切换时，母线电压为非50Hz交流量，电压频率和幅值不断衰减，对其准确测量成为关键。

现有厂用电源快速切换装置测量母线频率、幅值和相位，由于母线电压频率和幅值不断衰减，通常对其进行频率跟踪采样，根据母线电压的频率实时调整采样点间隔，采样频率不固定，采样频率必须是被测量频率的整数倍，以达到每周波等间隔采样的目的，然后用离散傅立叶算法对采样点进行计算，从而得到电压的幅值和相位。由于系统电压为50Hz交流量，采样方式为固定频率采样，母线电压与系统电压是非同步采样，还要根据两者电压采样点的时间差补偿计算相位差，计算繁琐。另外，也有利用硬件电路进行相位测量的方法，由于需要将交流量变为方波，并采用硬件计数器，整体硬件设计较为复杂，目前已经较少采用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法,本发明的方法取消常用的变频跟踪采样环节，用固定频率对两路非同频电压进行同步采样，两路电压可以共用模数转换器，避免因采样频率不同必须采用两个独立的模数转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行补偿计算相位差，简化了采样环节。

为实现上述目的，本发明提供了一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对母线电压进行模数转换采样，可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点，即X(m)，m＝1,2,…,64；采样间隔t_c＝0.3125毫秒；

S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个采样点U(n)，n＝1,2,…,32,具体步骤为：

(1)、母线电压的周期T＝1/f，对于每周波32个采样点，采样间隔为

(2)、令U(1)＝X(1)，第一个采样点不插值计算；

(3)、求其余31个采样点U(n),n＝2,3…32，对取整，得到整数m，再进行线性插值，其中采样点U(n)的计算公式为：

U (n) = X (m) + \frac{X (m + 1) - X (m)}{t_{c}} \times (t \times (n - 1) - t_{c} \times (m - 1));

S3、采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。

进一步地，所述步骤S1的采样频率固定为1600Hz。

更进一步地，所述步骤S2线性插值具体步骤为：

(1)对31个采样点U(n),n＝2,3…32，依次进行线性插值，判断n值是否到32，如果n值未到32，在原采样值数组中找到两个相邻点，并继续用线性插值法求U(n)，采样下标n加1，依次循环；

(2)如果对线性插值的采样点U(n)的n值到32，插值计算结束，得到插值后的整周波采样点U(n)，n从1到32。

进一步地，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：

幅值计算公式相位计算公式其中

A = \frac{2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) c o s (k \times \frac{2 π}{N}), B = \frac{- 2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) s i n (k \times \frac{2 π}{N}) .

本发明的有益效果是：

本发明的方法取消常用的变频跟踪采样环节，用固定频率对两路非同频电压进行同步采样，两路电压可以共用模数转换器，避免因采样频率不同必须采用两个独立的模数转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行补偿计算相位差，简化了采样环节。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的母线电压测量方法线性插值法流程图；

图2是本发明的采样点图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对母线电压进行模数转换采样，可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点，即X(m)，m＝1,2,…,64；

S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个采样点U(n)，n＝1,2,…,32，具体步骤为：

(2)、令U(1)＝X(1)，第一个采样点不插值计算；

U (n) = X (m) + \frac{X (m + 1) - X (m)}{t_{c}} \times (t \times (n - 1) - t_{c} \times (m - 1));

S3、采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。

较佳地，所述步骤S1的采样频率固定为1600Hz。

较佳地，所述步骤S2线性插值具体步骤为：

较佳地，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：

幅值计算公式相位计算公式其中

A = \frac{2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) c o s (k \times \frac{2 π}{N}), B = \frac{- 2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) s i n (k \times \frac{2 π}{N}) .

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

t = \frac{T}{32} = \frac{1}{32 \times f};

(2)、令U(1)＝X(1)，第一个采样点不插值计算；

(3)、求其余31个采样点U(n),n＝2,3…32，对取整，得到整数m，再进行线性插值,其中采样点U(n)的计算公式为：

U (n) = X (m) + \frac{X (m + 1) - X (m)}{t_{c}} \times (t \times (n - 1) - t_{c} \times (m - 1));

S3、采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。

2.如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，所述步骤S1的采样频率固定为1600Hz。

3.如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，所述步骤S2线性插值具体步骤为：

4.如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：

幅值计算公式相位计算公式其中

A = \frac{2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) c o s (k \times \frac{2 π}{N}), B = \frac{- 2}{N} Σ_{k = 1}^{N} U (k) s i n (k \times \frac{2 π}{N}) .