一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓 測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電廠廠用電源快速切換裝置需要對廠用母線電壓的頻率，幅值和相位進(jìn)行測量 和計算，并比較廠用母線電壓和系統(tǒng)電源電壓的頻率差，幅值差和相位差，當(dāng)三個差值都較 小，方可進(jìn)行廠用電切換，否則將造成很大的沖擊電流，危害設(shè)備安全。由于廠用電切換時， 母線電壓為非50Hz交流量，電壓頻率和幅值不斷衰減，對其準(zhǔn)確測量成為關(guān)鍵。
[0003] 現(xiàn)有廠用電源快速切換裝置測量母線頻率、幅值和相位，由于母線電壓頻率和幅 值不斷衰減，通常對其進(jìn)行頻率跟蹤采樣，根據(jù)母線電壓的頻率實時調(diào)整采樣點間隔，采樣 頻率不固定，采樣頻率必須是被測量頻率的整數(shù)倍，以達(dá)到每周波等間隔采樣的目的，然后 用離散傅立葉算法對采樣點進(jìn)行計算，從而得到電壓的幅值和相位。由于系統(tǒng)電壓為50Hz 交流量，采樣方式為固定頻率采樣，母線電壓與系統(tǒng)電壓是非同步采樣，還要根據(jù)兩者電壓 采樣點的時間差補(bǔ)償計算相位差，計算繁瑣。另外，也有利用硬件電路進(jìn)行相位測量的方 法，由于需要將交流量變?yōu)榉讲ǎ⒉捎糜布嫈?shù)器，整體硬件設(shè)計較為復(fù)雜，目前已經(jīng)較 少采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種廠用電源快 速切換裝置的母線電壓測量方法，本發(fā)明的方法取消常用的變頻跟蹤采樣環(huán)節(jié)，用固定頻 率對兩路非同頻電壓進(jìn)行同步采樣，兩路電壓可以共用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，避免因采樣頻率不同 必須采用兩個獨立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，降低了硬件成本，由于不用實時調(diào)整采樣頻率，也不需要 針對不同步的采樣點進(jìn)行補(bǔ)償計算相位差，簡化了采樣環(huán)節(jié)。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方 法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006]S1、對母線電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，可得到一組采樣值，采樣值數(shù)據(jù)窗取64個點， 即X(m)，m= 1，2,…，64 ;采樣間隔tc= 0· 3125 毫秒；
[0007]S2、根據(jù)測得的母線電壓頻率f，進(jìn)行軟件線性插值，以獲得每周波等間隔的32個 采樣點U(η)，η= 1，2,…，32,具體步驟為：
[0008](1)、母線電壓的周期Τ=Ι/f，對于每周波32個采樣點，采樣間隔為
[0009] (2)、令U(l) =X(1)，第一個采樣點不插值計算；
[0010] (3)、求其余31個采樣點υ(η)，η= 2,3···32
，得到整數(shù)m，再 進(jìn)行線性插值，其中采樣點U(n)的計算公式為：
[0011] S3、采用離散傅立葉算法，對U(η)計算，求U(η)的幅值和相位。
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟S1的采樣頻率固定為1600Hz。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述步驟S2線性插值具體步驟為：
[0014] (1)對31個采樣點U(n)，η= 2, 3···32,依次進(jìn)行線性插值，判斷η值是否到32， 如果η值未到32,在原采樣值數(shù)組中找到兩個相鄰點，并繼續(xù)用線性插值法求U(η)，采樣下 標(biāo)η加1，依次循環(huán)；
[0015] (2)如果對線性插值的采樣點U(n)的η值到32,插值計算結(jié)束，得到插值后的整 周波采樣點U(η)，η從1到32。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟S3求得的幅值和相位分別為：
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 本發(fā)明的方法取消常用的變頻跟蹤采樣環(huán)節(jié)，用固定頻率對兩路非同頻電壓進(jìn)行 同步采樣，兩路電壓可以共用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，避免因采樣頻率不同必須采用兩個獨立的模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，降低了硬件成本，由于不用實時調(diào)整采樣頻率，也不需要針對不同步的采樣點進(jìn)行 補(bǔ)償計算相位差，簡化了采樣環(huán)節(jié)。
[0021] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明的母線電壓測量方法線性插值法流程圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明的采樣點圖。
【具體實施方式】
[0024] 如圖1、2所示，一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在于，包 括以下步驟：
[0025]S1、對母線電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，可得到一組采樣值，采樣值數(shù)據(jù)窗取64個點， 即X(m)，m= 1，2,…，64 ;
[0026]S2、根據(jù)測得的母線電壓頻率f，進(jìn)行軟件線性插值，以獲得每周波等間隔的32個 采樣點U(η)，η= 1，2,…，32,具體步驟為：
[0027](1)、母線電壓的周期Τ=Ι/f，對于每周波32個采樣點，采樣間隔為
[0028] (2)、令U(l) =X(1)，第一個采樣點不插值計算；
[0029] (3)、求其余 31 個采樣點U(n)，η= 2, 3…32， 進(jìn)行線性插值，其中采樣點U(n)的計算公式為：
[0030]S3、采用離散傅立葉算法，對U(η)計算，求U(η)的幅值和相位。
[0031] 較佳地，所述步驟S1的采樣頻率固定為1600Hz。
[0032] 較佳地，所述步驟S2線性插值具體步驟為：
[0033] (1)對31個采樣點U(n)，n= 2,3···32,依次進(jìn)行線性插值，判斷η值是否到32， 如果η值未到32,在原采樣值數(shù)組中找到兩個相鄰點，并繼續(xù)用線性插值法求U(η)，采樣下 標(biāo)η加1，依次循環(huán)；
[0034] (2)如果對線性插值的采樣點U(n)的η值到32,插值計算結(jié)束，得到插值后的整 周波采樣點U(η)，η從1到32。
[0035] 較佳地，所述步驟S3求得的幅值和相位分別為：
[0038] 本發(fā)明的方法取消常用的變頻跟蹤采樣環(huán)節(jié)，用固定頻率對兩路非同頻電壓進(jìn)行 同步采樣，兩路電壓可以共用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，避免因采樣頻率不同必須采用兩個獨立的模數(shù) 轉(zhuǎn)換器，降低了硬件成本，由于不用實時調(diào)整采樣頻率，也不需要針對不同步的采樣點進(jìn)行 補(bǔ)償計算相位差，簡化了采樣環(huán)節(jié)。
[0039] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無 需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù) 人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的 技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在于，包括W下步驟： 51、 對母線電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，可得到一組采樣值，采樣值數(shù)據(jù)窗取64個點，即 X(m)，m= 1，2, 一,64 ;采樣間隔tc= 0. 3125 毫秒； 52、 根據(jù)測得的母線電壓頻率f，進(jìn)行軟件線性插值，W獲得每周波等間隔的32個采樣 點U(η)，η= 1，2,…，32,具體步驟為：(1) 、母線電壓的周期Τ= 1Λ·，對于每周波32個采樣點，采樣間隔關(guān) ，. .，： (2) 、令U(l) =Χ(1)，第一個采樣點不插值計算； (3) 、求其余31個采樣點U(η)，η= 2, 3··· 32,對取整，得到整數(shù)m，再進(jìn)行 線性插值，其中采樣點U(n)的計算公式為：53、 采用離散傅立葉算法，對U(n)計算，求U(n)的幅值和相位。2. 如權(quán)利要求1所述的一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在 于，所述步驟S1的采樣頻率固定為1600化。3. 如權(quán)利要求1所述的一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在 于，所述步驟S2線性插值具體步驟為： (1) 對31個采樣點U(η)，η= 2, 3··· 32,依次進(jìn)行線性插值，判斷η值是否到32,如果η值未到32,在原采樣值數(shù)組中找到兩個相鄰點，并繼續(xù)用線性插值法求U(η)，采樣下標(biāo)η加 1，依次循環(huán)； (2) 如果對線性插值的采樣點U(n)的η值到32,插值計算結(jié)束，得到插值后的整周波 采樣點U(n)，n從1到32。4. 如權(quán)利要求1所述的一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在 于，所述步驟S3求得的幅值和相位分別為：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廠用電源快速切換裝置的母線電壓測量方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、對母線電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，采樣頻率固定為1600Hz,可得到一組采樣值，采樣值數(shù)據(jù)窗取64個點，即X(m)，m＝1,2,…,64；S2、根據(jù)測得的母線電壓頻率f，進(jìn)行軟件線性插值，以獲得每周波等間隔的32個采樣點U(n)，n＝1,2,…,32；S3、采用離散傅立葉算法，對U(n)計算，求U(n)的幅值和相位。本發(fā)明的方法用固定頻率對兩路非同頻電壓進(jìn)行同步采樣，兩路電壓可以共用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，降低了硬件成本，由于不用實時調(diào)整采樣頻率，也不需要針對不同步的采樣點進(jìn)行補(bǔ)償計算相位差，簡化了采樣環(huán)節(jié)。
【IPC分類】G01R19/25, G01R25/00
【公開號】CN105242103
【申請?zhí)枴緾N201510543263
【發(fā)明人】樂凌志, 黃作兵
【申請人】南京國電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月28日