CN107656132B - 电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法 - Google Patents

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    • G01R19/175—Indicating the instants of passage of current or voltage through a given value, e.g. passage through zero

Abstract

本发明公开了一种电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，过零点检测误差为Δt1的标准载波模块在一个过零点之前的Δt2时间，向待矫正的被测载波模块发送持续时间为Δt2+T1的高频载波信号、持续时间为T2的低频载波信号及持续时间为T3的高频载波信号；被测载波模块接收载波信号并解调为脉冲信号，被测载波模块捕获该脉冲信号的下降沿时刻t1，上升沿时刻t2及检测交流电压的过零点时刻t0；若|T2‑(t2‑t1)|≤Δt3，则该次矫正有效；同时该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1±|T1‑(t1‑t0)|；该误差值作为被测载波模块过零点检测的误差修正值。本发明从软件算法上对被测载波模块通过硬件电路检测到的过零点误差，从而得到真实的过零点值。

Description

电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法
技术领域
本发明涉及一种电力载波模块的交流电压过零点检测的校正方法。
背景技术
过零点指的是交流电压在电压的变化过程中，电压变化到零的那一点，在线路设计的时候通常会利用这个过零点来作为参考点，一般用于计时或同步用，由此出现了很多过零点检测的方法和装置。
当交流电压信号通过交流信号过零点硬件检测电路时，在接近于该交流信号过零点的地方将会触发交流信号过零点检测电路发生电平变化。因此，通过硬件检测出的边沿信号在时域上是相对接近于交流电压信号的过零点，但却不是实际的交流信号过零点，由于硬件器件的特性各不一样，会造成在某个时刻某个过零点检测电路与另一个或另一个地方的过零点检测电路检测出来的边沿是不一致的，那么直接利用这个边沿作为交流信号的过零点来作为端与端之间时域同步点，将会造成两个点在时域上有所偏差，从而造成端与端之间无法有效地同步。目前的处理手段都是通过硬件电路来尽量使其检测的点能接近真实的交流信号的过零点，但由于硬件器件的不一致性的影响，仍然无法真正地接近交流信号的过零点，且硬件成本高。
发明内容
本发明提供了一种电力载波模块的交流电压过零点检测的校正方法，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，它包括如下步骤：
一经过矫正后的过零点检测误差为Δt1的标准载波模块在其待检测到一个过零点之前的Δt2时间，开始向待矫正的被测载波模块发送连续的持续时间为Δt2+T1的高频载波信号、持续时间为T2的低频载波信号及持续时间为T3的高频载波信号；
被测载波模块接收载波信号，并将高频载波信号解调为高电平信号，将低频载波信号解调为低电平信号，形成高电平至低电平再至高电平的脉冲信号，同时被测载波模块捕获该脉冲信号的下降沿时刻t1，上升沿时刻t2及检测交流电压的过零点时刻t0；
若|T2-(t2-t1)|≤Δt3，则判断被测载波模块接收的载波信号干扰少，该次矫正有效；同时若T1-(t1-t0)>0，则该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1+|T1-(t1-t0)|；同时若T1-(t1-t0)<0，则该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1-|T1-(t1-t0)|，该误差值作为被测载波模块过零点检测的误差修正值。
一实施例之中：所述标准载波模块按照周期时间N*S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号，对应得到多个被测载波模块检测到的过零点时刻误差值并根据该多个误差值计算得到平均误差值，其中，N为自然数，S为交流电压的周期时间。
一实施例之中：根据所述的多个误差值，去掉一个最大误差值和一个最小误差值，再取剩下的多个误差值的平均值，得到最终的被测载波模块所检测的过零点时刻的误差值。
一实施例之中：所述Δt2等于标准载波模块的过零点检测误差Δt1。
一实施例之中：所述T1、T2、T3都相等。
一实施例之中：所述标准载波模块按照周期时间S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号。
一实施例之中：所述T1、T2、T3的时间总和小于N*S-2*Δt2。
一实施例之中：所述交流电压为频率为50Hz、额定电压为220V的正弦波。
一实施例之中：所述标准载波模块和被测载波模块并接在输电线路的零线和火线之间。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本实用新型利用经矫正后的标准载波模块从软件算法上对被测载波模块进行过零点检测的误差矫正，弥补被测矫正模块通过硬件电路检测到的过零点误差，从而得到真实的过零点值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正过程的解析图。
图2为矫正操作时，所述标准载波模块和被测载波模块的连接示意图之一；
图3为矫正操作时，所述标准载波模块和被测载波模块的连接示意图之二；
具体实施方式
请查阅图1，电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，它包括如下步骤：
一经过矫正后的过零点检测误差为Δt1的标准载波模块在其待检测到一个过零点之前的Δt2时间，开始向待矫正的被测载波模块发送连续的持续时间为Δt2+T1的高频载波信号、持续时间为T2的低频载波信号及持续时间为T3的高频载波信号；
被测载波模块接收载波信号，并将高频载波信号解调为高电平信号，将低频载波信号解调为低电平信号，形成高电平至低电平再至高电平的脉冲信号，同时被测载波模块捕获该脉冲信号的下降沿时刻t1，上升沿时刻t2及检测交流电压的过零点时刻t0，该过零点时刻t0为通过被测载波模块的硬件电路捕获所得；
若|T2-(t2-t1)|≤Δt3，则判断被测载波模块接收的载波信号干扰少，该次矫正有效(即载波信号干扰少，后续的误差校正精度才能够更高)；同时若T1-(t1-t0)>0，则检测到的过零点时刻比标准载波模块滞后|T1-(t1-t0)|，该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1+|T1-(t1-t0)|；同时若T1-(t1-t0)<0，则检测到的过零点时刻比标准载波模块提前|T1-(t1-t0)|，该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1-|T1-(t1-t0)|，该误差值作为被测载波模块过零点检测的误差修正值，以使被测载波模块的过零点检测得到矫正。
为了使通过硬件电路检测得到的过零点时刻得到更加精确的矫正，所述标准载波模块按照周期时间N*S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号，对应得到多个被测载波模块检测到的过零点时刻误差值并根据该多个误差值计算得到平均误差值，其中，N为自然数，S为交流电压的周期时间。本实施例中，根据所述的多个误差值，去掉一个最大误差值和一个最小误差值，再取剩下的多个误差值的平均值，得到最终的被测载波模块所检测的过零点时刻的误差值。该误差值可被存储后，用于被测载波模块通过硬件电路检测得到的过零点时刻的误差修正。优选的，所述标准载波模块按照周期时间S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号。
本实施例中，所述交流电压为频率为50Hz、额定电压为220V的正弦波。所述高频载波信号为频率为285kHz的正弦波，所述低频载波信号为频率为265kHz的正弦波。所述标准载波模块按照周期时间20ms周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号。
所述Δt2等于标准载波模块的过零点检测误差Δt1，本实施例中该Δt2＝Δt1＝100us，即经矫正后的标准载波模块的过零点的误差值为100us，标准载波模块通过硬件电路检测到的过零点滞后真实过零点100us。
所述T1、T2、T3都相等，所述T1、T2、T3的时间总和小于N*S-2*Δt2，本实施例中，该T1＝T2＝T3＝400us。
请查阅图2和图3，矫正操作时，所述标准载波模块和被测载波模块并接在输电线路的零线和火线之间，载波信号通过输电线路传送，当被测载波模块经矫正过后，即可成为用于矫正另外还未被矫正的被测载波模块的标准载波模块。
本实用新型利用经矫正后的标准载波模块从软件算法上对被测载波模块进行过零点检测的误差矫正，弥补被测矫正模块通过硬件电路检测到的过零点误差，从而得到真实的过零点值。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：
一经过矫正后的过零点检测误差为Δt1的标准载波模块在其待检测到一个过零点之前的Δt2时间，开始向待矫正的被测载波模块发送连续的持续时间为Δt2+T1的高频载波信号、持续时间为T2的低频载波信号及持续时间为T3的高频载波信号；
被测载波模块接收载波信号，并将高频载波信号解调为高电平信号，将低频载波信号解调为低电平信号，形成高电平至低电平再至高电平的脉冲信号，同时被测载波模块捕获该脉冲信号的下降沿时刻t1，上升沿时刻t2及检测交流电压的过零点时刻t0；
若|T2-(t2-t1)|≤Δt3，则判断被测载波模块接收的载波信号干扰少，该次矫正有效；同时若T1-(t1-t0)>0，则该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1+|T1-(t1-t0)|；同时若T1-(t1-t0)<0，则该被测载波模块检测到的过零点时刻误差值为Δt1-|T1-(t1-t0)|，该误差值作为被测载波模块过零点检测的误差修正值；
所述标准载波模块按照周期时间N*S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号，对应得到多个被测载波模块检测到的过零点时刻误差值并根据该多个误差值计算得到平均误差值，其中，N为自然数，S为交流电压的周期时间。
2.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：根据所述的多个误差值，去掉一个最大误差值和一个最小误差值，再取剩下的多个误差值的平均值，得到最终的被测载波模块所检测的过零点时刻的误差值。
3.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述Δt2等于标准载波模块的过零点检测误差Δt1。
4.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述T1、T2、T3都相等。
5.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述标准载波模块按照周期时间S周期性地向被测载波模块发送连续的载波信号。
6.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述T1、T2、T3的时间总和小于N*S-2*Δt2。
7.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述交流电压为频率为50Hz、额定电压为220V的正弦波。
8.根据权利要求1所述的电力载波模块的交流电压过零点检测的矫正方法，其特征在于：所述标准载波模块和被测载波模块并接在输电线路的零线和火线之间。
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