CN111987746B - 一种工频三相电能的矢量同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工频三相电能的矢量同步方法，本方法通过两台机器周期时间相同的无线矢量分析仪进行通讯延时测试、采样命令收发及采样，从而得出补偿因数，然后通过补偿因数得出使无线矢量分析仪2与无线矢量分析仪1同步采样的同一时间点，将相位补偿数据转换成相位的角度，从而实现矢量同步。本方法利用433M无线数传技术、高性能嵌入式处理器来测量两个不同地点的三相工频电压和电流，相位精度达到一度以内，成本低廉，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种工频三相电能的矢量同步方法，应用于电力系统及工业用户的用电过程中相位、相序的分析校准，属于电力系统技术领域。
背景技术
在电力系统电气操作中需要使用仪表或其他手段核对两电源或环路相位、相序是否相同。也就是在实际电力的运行中，对相位差的测量。新建、改建、扩建后的变电所和输电线路，以及在线路检修完毕、向用户送电前，都必须进行三相电路相序、相位检测试验，以确保输电线路相序与用户三相负载所需求的相序一致。现有的电能无线矢量分析技术一般使用GPS校时、光纤、及4G通讯技术来解决数据传输实时性及准确性，其成本高昂，并受信号或地理条件的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工频三相电能的矢量同步方法，低成本、高可靠性的实现高精度的相位相序测量计算及比对。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种工频三相电能的矢量同步方法，包括以下步骤：
S01）、取无线矢量分析仪1和无线矢量分析仪2，无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2的机器周期时间相同，并且无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2通过433M无线频率通讯进行配对；
S02）、无线矢量分析仪1利用单片机的机器周期节拍时间，通过串口中断定时器发送要求通讯延时测试信息并记录当前发送完成后的机器周期时间T0；
S03）、无线矢量分析仪2接收到通讯延时测试信息后回传同步命令信息；
S04）、无线矢量分析仪1接收到无线矢量分析仪2的回传同步命令信息后记录当前完成的机器周期时间T1；
S05）、无线矢量分析仪1计算出当前通讯延时时间△Tsr，Tsr= T0- T1，将△Tsr作为相位的补偿因数1；
S06）、无线矢量分析仪1发送同步采样命令，无线矢量分析仪2接收到命令后开始同步采样；
S07）、无线矢量分析仪1记录发送同步采样命令机器周期时间T2，无线矢量分析仪1记录真正开始采样机器周期时间T3，计算得出时间差△T1作为补偿因数2，△T1=T2-T3；
S08）、无线矢量分析仪2记录接收到同步采样命令机器周期时间T4，记录开始采样机器周期时间T5，计算得出时间差△T2作为补偿因数3，△T2=T4-T5，完成采样后将时间差△T2及采样数据发送至无线矢量分析仪1；
S09）、无线矢量分析仪1收到无线矢量分析仪2的数据后进行计算得出无补偿因数相位及幅值；
S10）、无线矢量分析仪1使用△Tsr、△T1、△T2为S09）计算得出的无补偿因数相位及幅值进行相位补偿；
S11）、以无线矢量分析仪1的开始采样机器周期时间T3为基准，无线矢量分析仪2回传采样数据有时间误差，无线矢量分析仪1真正采样时间与无线矢量分析仪2真正开始采样时间有三部分误差时间差是△Tsr、△T1和△T2，使用时间差去修正无线矢量分析仪2回传采样数据，三个时间差值相加就是无线矢量分析仪2与无线矢量分析仪1同步采样的同一时间点；
S12）、无线矢量分析仪1将相位补偿数据转换成相位的角度。
进一步的，相位补偿的原理为：工频电压电流的频率为50Hz，20毫秒对应360度。
进一步的，无线矢量分析仪1和无线矢量分析仪2的单片机型号相同，晶振相同。
本发明的有益效果：本方法利用433M无线数传技术、高性能嵌入式处理器来测量两个不同地点的三相工频电压和电流，相位精度达到一度以内，成本低廉，使用方便。
附图说明
图1为无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2通讯延时测试的示意图；
图2为无线矢量分析仪1发送采样命令的示意图；
图3为无线矢量分析仪2接收采样命令的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例一种工频三相电能的矢量同步方法，本方法运行于无线矢量分析仪，需要两台无线矢量分析仪来实现，两台无线矢量分析仪采用相同型号的单片机，并且采用相同型号的晶振，保证两台无线矢量分析仪的机器周期时间一致。
具体的，本方法包括以下步骤：
S01）、取无线矢量分析仪1和无线矢量分析仪2，无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2的机器周期时间相同，并且无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2通过433M无线频率通讯进行配对；
S02）、无线矢量分析仪1利用单片机的机器周期节拍时间，通过串口中断定时器发送要求通讯延时测试信息并记录当前发送完成后的机器周期时间T0；
S03）、无线矢量分析仪2接收到通讯延时测试信息后回传同步命令信息；
S04）、无线矢量分析仪1接收到无线矢量分析仪2的回传同步命令信息后记录当前完成的机器周期时间T1；
S05）、无线矢量分析仪1计算出当前通讯延时时间△Tsr，Tsr= T0- T1，将△Tsr作为相位的补偿因数1，如图1所示；
S06）、无线矢量分析仪1发送同步采样命令，无线矢量分析仪2接收到命令后开始同步采样；
S07）、无线矢量分析仪1记录发送同步采样命令机器周期时间T2，无线矢量分析仪记录真正开始采样机器周期时间T3，计算得出时间差△T1作为补偿因数2，△T1=T2-T3，如图2所示；
S08）、无线矢量分析仪2记录接收到同步采样命令机器周期时间T4，记录开始采样机器周期时间T5，计算得出时间差△T2作为补偿因数3，△T2=T4-T5，如图3所示，完成采样后将时间差△T2及采样数据发送至无线矢量分析仪1；
S09）、无线矢量分析仪1收到无线矢量分析仪2的数据后进行计算得出无补偿因数相位及幅值；
S10）、无线矢量分析仪1使用△Tsr、△T1、△T2为S09）计算得出的无补偿因数相位及幅值进行相位补偿；
S11）、以无线矢量分析仪1的开始采样机器周期时间为基准，无线矢量分析仪2回传采样数据有时间误差，无线矢量分析仪1真正采样时间与无线矢量分析仪2真正开始采样时间有三部分误差时间差是△Tsr、△T1和△T2，使用时间差去修正无线矢量分析仪2回传采样数据，三个时间差值相加即无线矢量分析仪2于无线矢量分析仪1同步采样的同一时间点；
S12）、无线矢量分析仪1将相位补偿数据（单位微秒）转换成相位的角度，相位补偿原理为：工频电压电流的频率为50Hz，20毫秒(20000微秒)对应360度；
S13）、无线矢量分析仪1将无线矢量分析仪2的数据修正后和自身的数据显示在屏幕上进行对比。
本发明利用433M无线数传技术、高性能嵌入式处理器来测量两个不同地点的三相工频电压和电流。相位精度达到一度以内。成本低廉，使用方便。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种工频三相电能的矢量同步方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01）、取无线矢量分析仪1和无线矢量分析仪2，无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2的机器周期时间相同，并且无线矢量分析仪1与无线矢量分析仪2通过433M无线频率通讯进行配对；
S02）、无线矢量分析仪1利用单片机的机器周期节拍时间，通过串口中断定时器发送要求通讯延时测试信息并记录当前发送完成后的机器周期时间T0；
S03）、无线矢量分析仪2接收到通讯延时测试信息后回传同步命令信息；
S04）、无线矢量分析仪1接收到无线矢量分析仪2的回传同步命令信息后记录当前完成的机器周期时间T1；
S05）、无线矢量分析仪1计算出当前通讯延时时间△Tsr，Tsr= T0- T1，将△Tsr作为相位的补偿因数1；
S06）、无线矢量分析仪1发送同步采样命令，无线矢量分析仪2接收到命令后开始同步采样；
S07）、无线矢量分析仪1记录发送同步采样命令机器周期时间T2，无线矢量分析仪1记录真正开始采样机器周期时间T3，计算得出时间差△T1作为补偿因数2，△T1=T2-T3；
S08）、无线矢量分析仪2记录接收到同步采样命令机器周期时间T4，记录开始采样机器周期时间T5，计算得出时间差△T2作为补偿因数3，△T2=T4-T5，完成采样后将时间差△T2及采样数据发送至无线矢量分析仪1；
S09）、无线矢量分析仪1收到无线矢量分析仪2的数据后进行计算得出无补偿因数相位及幅值；
S10）、无线矢量分析仪1使用△Tsr、△T1、△T2为S09）计算得出的无补偿因数相位及幅值进行相位补偿；
S11）、以无线矢量分析仪1的开始采样机器周期时间T3为基准，无线矢量分析仪2回传采样数据有时间误差，无线矢量分析仪1真正采样时间与无线矢量分析仪2真正开始采样时间有三部分误差时间差是△Tsr、△T1和△T2，使用时间差去修正无线矢量分析仪2回传采样数据，三个时间差值相加就是无线矢量分析仪2与无线矢量分析仪1同步采样的同一时间点；
S12）、无线矢量分析仪1将相位补偿数据转换成相位的角度。
2.根据权利要求1所述的工频三相电能的矢量同步方法，其特征在于：相位补偿的原理为：工频电压电流的频率为50Hz，20毫秒对应360度。
3.根据权利要求1所述的工频三相电能的矢量同步方法，其特征在于：无线矢量分析仪1和无线矢量分析仪2的单片机型号相同，晶振相同。
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