本發(fā)明涉及電力裝置領(lǐng)域，特別是一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法及裝置。

背景技術(shù)：

電力裝置的數(shù)據(jù)采集與處理方案均采用“MCU+交流信號有源濾波器+MCU內(nèi)置或外置A/D轉(zhuǎn)換器”。在應(yīng)用中，電力裝置不但要檢出小于交流采集通道量程的交流信號，還需要檢出如電力系統(tǒng)故障情況下發(fā)生的瞬時大于信號采集通道的交流信號，而過大信號往往會使交流采集通道飽和（含有源濾波器削頂失真或A/D轉(zhuǎn)化器滿量程）。電力裝置作為電力系統(tǒng)故障監(jiān)控或主動動作隔離故障的關(guān)鍵設(shè)備，它需正確識別上述兩種信號并且能正確執(zhí)行相應(yīng)動作。

一般電力裝置識別超量程交流采集通道信號飽和的方法是：檢查A/D轉(zhuǎn)換器采樣碼值中是否存在最大量程碼值（極大值和極小值），這種方法的優(yōu)點是簡單快捷，缺點是不能識別采樣通道自身異常，如有源濾波器電路故障、電源故障導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換器采樣碼值出現(xiàn)極大值或極小值，在此類情況下，用上述方法則會把采樣通道回路故障誤識別為被測對象的有效信號，從而引起繼電保護裝置裝置誤動作，造成電力線路停電等惡劣事件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種簡單且有效識別交流采集通道信號偽飽和的方法及裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法，其特征在于：一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

1）交流采集通道信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換后，MCU設(shè)定等時間間隔的周期讀取每個周波采集的N 點交流信號；

2）通過對采集的N點交流信號FFT運算，得到N點交流信號基波有效值A(chǔ)；

3）若步驟2）中基波有效值A(chǔ)大于繼電保護裝置動作的設(shè)定值，則交流采集通道真飽或信號有效，執(zhí)行相關(guān)動作；若步驟2）中基波有效值A(chǔ)小于繼電保護裝置動作的設(shè)定值，則進一步統(tǒng)計此周波的N 點交流信號中，A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K；

4）若步驟3）中A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于0小于N/2，則交流信號通道真飽或信號有效，執(zhí)行相關(guān)動作；若A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于N/2，則交流采集通道信號為偽飽和，不處理。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述交流采集通道包括有源調(diào)理電路和和內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的MCU，所述交流采集通道輸入端與交流信號源連接，所述有源調(diào)理電路包括依次連接的無源低通濾波器、電壓跟隨器、直流偏置電路和比例放大器。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述交流采集通道采集信號的具體步驟為：交流信號首先經(jīng)無源低通濾波器后，進入電壓跟隨器實現(xiàn)交流信號源輸出阻抗和A/D轉(zhuǎn)換器輸入阻抗匹配，交流信號經(jīng)直流偏置電壓抬升為直流信號后進入比例放大器線性調(diào)制，最后進入MCU內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟4）中若A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于N/2且此時的基波有效值A(chǔ)幾乎為零，則交流采集通道信號為偽飽和。

一種識別交流采集通道信號偽飽和的裝置，其特征在于：包括交流采集通道，所述交流采集通道包括有源調(diào)理電路和和內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的MCU，所述交流采集通道輸入端與交流信號源連接，所述有源調(diào)理電路包括依次連接的無源低通濾波器、電壓跟隨器、直流偏置電路和比例放大器；

電壓跟隨器，用于實現(xiàn)交流信號源的輸出阻抗和A/D轉(zhuǎn)換器輸入阻抗匹配；

直流偏置電路，用于把被測交流信號抬升為直流信號，從而實現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換器接口匹配；

比例放大器，用于對直流偏置電路中抬升的信號進行線性調(diào)制并輸出給MCU；

MCU，用于對比例放大器輸出的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，識別交流采集通道信號偽飽和。

本發(fā)明的有益效果有：

本發(fā)明一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法及裝置，通過分析交流信號特征、有源調(diào)理電路常見故障特點，利用A/D轉(zhuǎn)換器極大值點數(shù)量、基波有效值A(chǔ)組合來識別交流采集通道信號飽和真?zhèn)?。本方法簡單實用，解決傳統(tǒng)方法無法識別因交流信號調(diào)理回路故障導(dǎo)致的超量程信號真?zhèn)巍?/p>

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中：

圖1是本發(fā)明實施例的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明的電路框圖。

具體實施方式

參考圖1和圖2，一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法，其特征在于：一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

1）所述交流采集通道包括有源調(diào)理電路和和內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的MCU，所述交流采集通道輸入端與交流信號源連接，所述有源調(diào)理電路包括依次連接的無源低通濾波器、電壓跟隨器、直流偏置電路和比例放大器；交流信號首先經(jīng)無源低通濾波器后，進入電壓跟隨器實現(xiàn)交流信號源輸出阻抗和A/D轉(zhuǎn)換器輸入阻抗匹配，交流信號經(jīng)直流偏置電壓抬升為直流信號后進入比例放大器線性調(diào)制，最后進入MCU內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；交流采集通道信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換后，MCU設(shè)定等時間間隔的周期讀取每個周波采集的N 點交流信號；

2）通過對采集的N點交流信號FFT運算，得到N點交流信號基波有效值A(chǔ)；

3）若步驟2）中基波有效值A(chǔ)（本身已濾除直流分量）大于繼電保護裝置動作的設(shè)定值，則交流采集通道真飽或信號有效，執(zhí)行相關(guān)動作；若步驟2）中基波有效值A(chǔ)小于繼電保護裝置動作的設(shè)定值，則進一步統(tǒng)計此周波的N 點交流信號中，A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K；

4）若步驟3）中A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于0小于N/2，則交流信號通道真飽或信號有效，執(zhí)行相關(guān)動作；若A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于N/2，則交流采集通道信號為偽飽和，不處理。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟4）中若A/D轉(zhuǎn)換器存在極大值的個數(shù)K大于N/2且此時的基波有效值A(chǔ)幾乎為零，則交流采集通道信號為偽飽和。本方法中的A/D轉(zhuǎn)換器為單極性A/D轉(zhuǎn)換器。

參考圖2，一種識別交流采集通道信號偽飽和的裝置，其特征在于：包括交流采集通道，所述交流采集通道包括有源調(diào)理電路和和內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的MCU，所述交流采集通道輸入端與交流信號源連接，所述有源調(diào)理電路包括依次連接的無源低通濾波器、電壓跟隨器、直流偏置電路和比例放大器；

電壓跟隨器，用于實現(xiàn)交流信號源的輸出阻抗和A/D轉(zhuǎn)換器輸入阻抗匹配；

直流偏置電路，用于把交流信號抬升為直流信號，從而實現(xiàn)與A/D轉(zhuǎn)換器接口匹配；

比例放大器，用于對直流偏置電路中抬升的信號進行線性調(diào)制并輸出給MCU；

MCU，用于對比例放大器輸出的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，識別交流采集通道信號偽飽和。本裝置中A/D轉(zhuǎn)換器為單極性A/D轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明一種識別交流采集通道信號偽飽和的方法及裝置，通過分析交流信號特征、有源調(diào)理電路常見故障特點，利用A/D轉(zhuǎn)換器極大值點數(shù)量、基波有效值A(chǔ)組合來識別交流采集通道信號飽和真?zhèn)?。本方法簡單實用，解決傳統(tǒng)方法無法識別因交流信號調(diào)理回路故障導(dǎo)致的超量程信號真?zhèn)巍?/p>

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實施方式而已，但本發(fā)明并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。