CN109030943B - 一种基于att7022c的电压谐波连续测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法特征在于，同一个被测电压信号，分两路同时接入ATT7022C的电压通道和电流通道，电压通道测量信号的谐波有效值，电流通道测量谐波的全波有效值。本发明使ATT7022C在不转换测量模式下，同步测量电压谐波有效值和全波有效值，计算电力系统谐波相对大小THD值，达到连续测量。

Description

一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法

技术领域

本发明涉及电力系统参数测量领域，尤其涉及一种基于ATT7022C的电压谐波相对大小THD的连续测量方法。

背景技术

由于存在非线性负荷，尤其是大功率电力电子设备的大量应用，电力系统的谐波问题日益严重，需要在测控装置或电力测量仪表中加入谐波测量功能，以便监控电网的电压谐波水平。传统的谐波测量方法，采用高速AD采样加上快速FFT变换获取谐波值，此类方法无论是硬件还是软件，门槛都是比较高的，在以单片机为主的测控装置及测量仪表中，几乎无法实现。

国产ATT7022C是一颗高精度三相电能专用计量芯片，芯片本身具有谐波测量功能，适合与单片机配套测量谐波。但是ATT7022C有一个小小的不足，就是同一个电压测量通道，测量全波电压有效值与测量谐波电压有效值不能同时进行，而被安排在两种不同的测量模式下。也就是说(A相为例)，ATT7022C在A相电压通道测量A相电压全波有效值时，不能在A相电压通道同时测量A相谐波有效值；反之在测量谐波有效值时不能测量全波有效值。当从一种测量模式转至另一种测量模式，需要650ms的稳定时间，为了确定模式转换成功，还需校验相应的寄存器值，寄存器校验码的生成周期为1/3秒，因此ATT7022C测量模式转换后，至少要延时1秒才读到正确的新的测量值。

评估电力系统谐波大小，一般采用的是谐波相对值，即谐波有效值相对于全波有效值的百分比THD。按ATT7022C数据手册给出的测量方法谐波有效值和全波有效值在不同的测量模式下测得，两个测量值时间相隔至少1秒，在电网电压变化较大时，会产生额外的测量误差。本发明公开一种测量方法，使ATT7022C在不转换测量模式的情况下，同步测量谐波有效值和全波有效值，提高谐波百分比THD的计算精度，也提高了谐波测量的速度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：

一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法，同一个被测电压信号，分两路同时接入ATT7022C的电压通道和电流通道，电压通道测量信号的谐波有效值，电流通道测量谐波的全波有效值；

所述的电压通道和电流通道前，有各自独立的抗混叠滤波网络；

所述的ATT7022C芯片，其内控制寄存器值，EnLineFreq＝0x007812，EnHarmonic＝0x0055AA，在连续谐波测量时值不变；

被测电压谐波相对大小THD＝(r_URmsa/r_IRmsa)×100％(A相为例)

被测量的电压信号经采样电路采样后变成约100mV大小，将信号分作两路，其中一路经抗混叠滤波网络后接至ATT7022C的电压输入通道，另一路也经独立的抗混叠滤波网络后接至ATT7022C的电流输入通道。通过单片机的软件，设置ATT7022C的工作参数，使其工作在单一的测量模式下，电压通道测量电压信号的谐波有效值，电流通道同步测量同一电压信号的全波有效值，然后计算被测电压谐波相对大小THD＝(谐波有效值/全波有效值)×100％。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法作进一步描述。

对称三相电力系统测量以A相为例，B、C相的测量方法与A相相同。

A相电压输入信号(典型220V)经110K电阻限流、2mA/2mA互感器隔离后在50R电阻上获得约100mV大小的信号，分作两路，一路信号经1.2K/10nF组成的抗混叠滤波网络后，接至ATT7022C的A相电压输入通道V2P/V2N端子；另一路也经过独立的1.2K/10nF组成的抗混叠滤波网络接至ATT7022C的A相电流输入通道V1P/V1N端子。2个10K电阻用来设置输入网络的偏置电压。

单片机通过SPI接口与ATT7022C通讯。由单片机软件使ATT7022C完成初始化，并写入校表参数，使ATT7022C可以正常工作。

设置ATT7022C的基波测量使能控制寄存器EnLineFreq＝0x007812，基波测量与谐波测量切换选择寄存器EnHarmonic＝0x0055AA。在以后连续谐波测量时，这两个控制寄存器值不再改变。

单片机读取寄存器r_URmsa获得A相电压谐波有效值，读取寄存器r_IRmsa获得与r_URmsa同步更新的A相电压全波有效值，计算A相电压谐波相对大小THD＝(r_URmsa/r_IRmsa)×100％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于ATT7022C的电压谐波连续测量方法，其特征在于：

第一步，来自电网的被测A相电压信号经110K电阻限流、2mA/2mA互感器隔离后在50R电阻上获得约100mV大小的信号，分作两路，一路信号经1.2K/10nF组成的抗混叠滤波网络后，接至ATT7022C的A相电压输入通道V2P/V2N端子，另一路也经过独立的1.2K/10nF组成的抗混叠滤波网络接至ATT7022C的A相电流输入通道V1P/V1N端子，B相、C相电压信号以与A相电压信号相同的方式与ATT7022C连接，2个10K电阻用来设置输入网络的偏置电压；

第二步，单片机通过SPI接口与ATT7022C通讯，由单片机软件使ATT7022C完成初始化，并写入校表参数，使ATT7022C可以正常工作；

第三步，设置ATT7022C的基波测量使能控制寄存器EnLineFreq＝0x007812，基波测量与谐波测量切换选择寄存器EnHarmonic＝0x0055AA，在以后连续谐波测量时，这两个控制寄存器值不再改变；

第四步，单片机读取寄存器r_URmsa获得A相电压谐波有效值，读取寄存器r_IRmsa获得与r_URmsa同步更新的A相电压全波有效值，计算A相电压谐波相对大小THD＝(r_URmsa/r_IRmsa)×100％，B相、C相电压谐波相对大小以与A相相同的方式进行计算。

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