CN203287434U - 一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 - Google Patents
一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203287434U CN203287434U CN201320214334XU CN201320214334U CN203287434U CN 203287434 U CN203287434 U CN 203287434U CN 201320214334X U CN201320214334X U CN 201320214334XU CN 201320214334 U CN201320214334 U CN 201320214334U CN 203287434 U CN203287434 U CN 203287434U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- loop
- frequency harmonic
- module
- applicable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，属于电能质量监测领域，主要由信号转换回路、信号提取回路、信号采集回路和信号处理回路连接构成。本实用新型可对50～200次高频谐波的高精度检测，适用于需要检测高频谐波的场合，实现高频谐波的提取、采集和计算，以达到高精度检测的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，属于电能质量监测领域。
背景技术
随着经济和技术的发展，电能质量受到供应方（电网公司）和使用方（用户）的关注度越来越高。电能质量在线监测装置得到了广泛的应用。谐波监测是电能质量监测的主要内容之一，传统意义上的谐波和目前应用的监测装置针对的是2～50次谐波电压、电流的检测。但随着高铁和新能源（光伏和风电）的迅猛发展，大量的采用了电力电子器件。新型的电力电子器件的开关频率越来越高，低频谐波（2～50次）得到了很好的抑制，但带来了高频谐波（50～200次谐波）的问题。高频谐波的检测是一个新的课题。
目前的电能质量在线监测装置用于高频谐波检测存在如下的问题：采样率低，无法满足最高200次谐波的采集要求；高频谐波的提取方式存在缺陷，由于高频谐波的幅度相对基波来说较小，大约为基波的0.05%～2%，常规的信号提取方式将严重影响检测的精度。因此，有必要针对高频谐波的检测设计专门的模块解决这些问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，实现高频谐波的提取、采集和计算，以达到高精度检测的目的。
为了达到以上目的，本实用新型提供一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，主要由信号转换回路、信号提取回路、信号采集回路和信号处理回路连接构成;信号转换回路用于将外部输入的三相电压、电流的强电信号转换为后续回路可接受的小电压信号；信号提取回路用于滤除信号的低频部分，提取高频谐波信号并经过放大后，传输至信号采集回路；信号采集回路用于对信号提取回路输入的信号进行AD转换，将模拟信号转换为信号处理回路可识别的数字信号；信号处理回路用于对采集的数字信号进行处理，并将处理后的结果通过接口输出。
本实用新型的进一步限定技术方案是：前述的适用于电能质量高频谐波检测的模块，信号处理回路由AD转换采集模块、存储模块、计算处理模块和接口模块四个处理模块组成；AD转换采集模块用于对高频谐波的无损采集，AD转换采集模块的采样率设计为51.2kHz/s，截止频率为25.6kHz，远高于10kHz的高频谐波信号的上限；存储模块用于将实时采集的瞬时采样值数据存储于DDRII RAM中，供其它处理模块使用；计算处理模块用于实时计算多个数据窗的采样值数据，计算出50～200次高频谐波的幅值、相位等数据，并进行软件校正，将计算结果传输至接口模块；接口模块负责用于将计算的高频谐波数据与外部系统进行数据交换。
前述的适用于电能质量高频谐波检测的模块，信号转换回路由电压互感器和电流互感器组成，可有效隔离强、弱电系统并有良好的EMC特性。
进一步的，前述的适用于电能质量高频谐波检测的模块，信号采集回路为AD7606高速多通道同步采集AD转换器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型可对50～200次高频谐波的高精度检测，适用于需要检测高频谐波的场合，实现高频谐波的提取、采集和计算，以达到高精度检测的目的。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1 为本实用新型硬件功能框图。
图2 为本实用新型信号处理回路功能框图。
具体实施方式
本实施例提供的一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，基本结构如图1和图2所示，由信号转换回路、信号提取回路、信号采集回路和信号处理回路连接构成;信号转换回路用于将外部输入的三相电压、电流的强电信号转换为后续回路可接受的小电压信号；信号提取回路用于滤除信号的低频部分，提取高频谐波信号并经过放大后，传输至信号采集回路；信号采集回路用于对信号提取回路输入的信号进行AD转换，将模拟信号转换为信号处理回路可识别的数字信号；信号处理回路用于对采集的数字信号进行处理，并将处理后的结果通过接口输出。信号处理回路由AD转换采集模块、存储模块、计算处理模块和接口模块四个处理模块组成；AD转换采集模块用于对高频谐波的无损采集，AD转换采集模块的采样率设计为51.2kHz/s，截止频率为25.6kHz，远高于10kHz的高频谐波信号的上限；存储模块用于将实时采集的瞬时采样值数据存储于DDRII RAM中，供其它处理模块使用；计算处理模块用于实时计算多个数据窗的采样值数据，计算出50～200次高频谐波的幅值、相位等数据，并进行软件校正，将计算结果传输至接口模块；接口模块负责用于将计算的高频谐波数据与外部系统进行数据交换。
在实际检测过程中，三相电压和三相电流的交流信号作为外部输入信号时通常都为强电信号，电压信号可能的幅值范围为0～120V，电流信号可能的幅值范围为0～6A，不能直接被弱电回路使用，需要进行强、弱电的转换，同时考虑到与外部系统的隔离和EMC的要求，信号转换回路采用电压互感器PT进行三相电压的转换和电流互感器CT进行三相电流的转换，经过信号转换回路后的输出电压范围为+5V峰峰值。
本实施例的信号提取回路采用了由集成运放构成的二阶Butterworth低通滤波器和高通滤波器构成的带通滤波器，并经后级放大后输出至信号采集回路。低通截止频率为2kHz,高通截止频率为11kHz，对基波信号的衰减可以达到-90db，基本可以完全滤除基波信号，而对高频谐波的频谱则几乎无衰减的通过。再通过后级的信号放大电路，可以将高频信号信号完整的提取出来。信号采集回路采用ADI公司的AD7606高速多通道同步采集AD转换器，可实现最多8路输入信号的同步采集和转换，转换速度高达200Ksps，可满足高频谐波信号的高采样率的采样要求，消除了非同步采样造成的相位误差。
信号处理回路由Xilinx公司的高性能spartan-3ADSP FPGA为核心的处理回路构成，主要包括AD转换采集模块、存储模块、计算处理模块和接口模块。AD转换采集模块可实现51.2kHz采样率的高速采样，对高频谐波全频谱信号进行无混叠的无损采样。DDRII存储模块用于采样瞬时信号的缓冲和计算结果的存储。接口模块实现与外部处理器的数字信号接口，可输出计算结果和接收处理器的控制命令。计算处理模块完成信号的高速计算，并对带通滤波器的频响特性进行软件校正，保证各次高频谐波的精确检测。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种适用于电能质量高频谐波检测的模块，其特征在于：主要由信号转换回路、信号提取回路、信号采集回路和信号处理回路连接构成;
信号转换回路用于将外部输入的三相电压、电流的强电信号转换为后续回路可接受的小电压信号；
信号提取回路用于滤除信号的低频部分，提取高频谐波信号并经过放大后，传输至信号采集回路；
信号采集回路用于对信号提取回路输入的信号进行AD转换，将模拟信号转换为信号处理回路可识别的数字信号；
信号处理回路用于对采集的数字信号进行处理，并将处理后的结果通过接口输出。
2.根据权利要求1所述的适用于电能质量高频谐波检测的模块，其特征在于：信号转换回路由电压互感器和电流互感器组成。
3.根据权利要求1所述的适用于电能质量高频谐波检测的模块，其特征在于：信号采集回路为AD7606高速多通道同步采集AD转换器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320214334XU CN203287434U (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320214334XU CN203287434U (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203287434U true CN203287434U (zh) | 2013-11-13 |
Family
ID=49543790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320214334XU Expired - Lifetime CN203287434U (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203287434U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111257637A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 超高次谐波测量方法、系统 |
| CN114646805A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-06-21 | 四川大学 | 超高次谐波测量装置及其校正方法 |
-
2013
- 2013-04-24 CN CN201320214334XU patent/CN203287434U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111257637A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 超高次谐波测量方法、系统 |
| CN111257637B (zh) * | 2020-02-21 | 2022-05-20 | 深圳市中电电力技术股份有限公司 | 超高次谐波测量方法、系统 |
| CN114646805A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-06-21 | 四川大学 | 超高次谐波测量装置及其校正方法 |
| CN114646805B (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-16 | 四川大学 | 超高次谐波测量装置及其校正方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104090219A (zh) | 一种高压电缆终端局部放电高频监测器 | |
| CN103197130B (zh) | 一种电网电压过零点检测方法及装置 | |
| CN202034795U (zh) | 一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统 | |
| CN101673954A (zh) | 发电并网中电网电压相位检测的锁相环电路及锁相方法 | |
| CN104505834A (zh) | 一种容性负载的抑制并联谐振自适应补偿控制方法 | |
| CN103399265A (zh) | 一种高压电缆终端局部放电超声监测器 | |
| CN203287434U (zh) | 一种适用于电能质量高频谐波检测的模块 | |
| CN105406752A (zh) | 一种i型与t型三电平双向pwm整流器控制系统 | |
| CN104280593A (zh) | 基于瞬时无功功率理论的谐波及无功电流快速检测方法 | |
| CN103475247A (zh) | 分布式光伏电站有功无功可调度控制装置 | |
| CN205809203U (zh) | 一种变频器专用测试系统 | |
| CN205317850U (zh) | 基于单片机内部ad实现交流采样的装置 | |
| CN107490744A (zh) | 一种电动汽车供电设备接地连续性的检测电路 | |
| CN101282043A (zh) | 一种新型电力滤波器 | |
| CN104678171A (zh) | 一种相位差测试电路 | |
| CN203149025U (zh) | 一种暂态过电压监测系统 | |
| CN205753451U (zh) | 一种基于电网同步的锁相装置 | |
| CN212301717U (zh) | 一种基于dsp+arm电能质量检测仪 | |
| CN203720263U (zh) | 一种基于fpga的电力谐波检测装置 | |
| CN208109927U (zh) | 一种电气设备故障参数记录装置 | |
| CN203491921U (zh) | 一种分布式光伏电站有功无功可调度控制装置 | |
| CN201194331Y (zh) | 一种新型电力滤波器 | |
| CN204947732U (zh) | 一种实时监测配电台区线路电力参数的装置 | |
| CN204465000U (zh) | 一种有源电力滤波器的主控系统 | |
| CN206369769U (zh) | 一种面向小型化自动核相装置的采集电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Jiangning District of Nanjing City, Jiangsu province Rhine Road No. 699 211100 Patentee after: NANJING SHINING ELECTRIC AUTOMATION CO.,LTD. Address before: Jiangning District of Nanjing City, Jiangsu province Rhine Road No. 699 211100 Patentee before: NANJING SHINING ELECTRIC POWER AUTOMATION CO.,LTD. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20131113 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |