【技术实现步骤摘要】
一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法
本专利技术涉及一种适用三相四线配电系统,通过三相电流和零序电流四个互感器,使用快速傅里叶变换(FFT)计算剩余电流的方法。
技术介绍
剩余电流是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。从技术角度分析有两种方法,图1和图3所示两种方法,有的现场使用图2所示方法。下边主要论述3种方法优缺点。实践证明,交流电在15~20毫安以下,电流瞬间通过人体,不会有危险,但时间长些,人体会发热出汗,导致电阻下降,电流随之增大。若通过人体电流超过100毫安,会导致死亡。所以为了保证人员电气安全,同时考虑到测量精度,一般使用剩余电流互感器方法采集剩余电流(如图1所示),剩余电流互感器规格范围10mA~3000mA不等,一般剩余电流采集装置多应用于民用建筑,民用建筑的负荷电流一般不会特别大。并且此方式多配在建筑领域配电柜终端,建筑主出线柜供电回路中很少配置剩余电流互感器。如图1所示,针对民用建筑普遍使用剩余电流测量方法。在工业领域大电流场合或者主出线柜供电回路,电流一般是上千安电流,一般低压供电接线主要以三线四线配电系统为主。如图1所示方法,采用外接剩余电流互感器方法测量剩余电流,在工业上使用此方法计算剩余电流会出现两个问题:问题1:在工业场合为保证设备的正常运行,装设小电流规格剩余电流保护器虽然起到了保护作用,但是工业现场使用电流比较大,用电情况复杂,有可能有轻微剩余电流,但是并不影响设备正常使用,由于剩余电流保护装置太敏感,经常性的跳闸会影响设备 ...
【技术保护点】
1.一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1:四个电流互感器分别穿过A、B、C、N四相电缆,对电流互感器的输出使用AD模数转换芯片的8个通道进行AD信号同步采集,8个通道AD每两个一组,同时采集三相电流和零序电流模拟信号,把模拟信号转化成数字信号;/n步骤2:采集电流互感器输出的数据后经过AD转换,通过芯片内部DMA缓存内部RAM中,每隔预定时间从缓存RAM提取缓存数据;/n步骤3:抽取缓存数据,使用基-4FFT算法进行处理计算;/n步骤4:计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值;/n步骤5:对每个通道,把FFT计算结果转换成真实有效值,计算出对应的实部和虚部转换值;/n步骤6:进行矢量和计算,转换频域实部相加、虚部相加;/n步骤7:最后计算出剩余电流值。/n
【技术特征摘要】
1.一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:四个电流互感器分别穿过A、B、C、N四相电缆,对电流互感器的输出使用AD模数转换芯片的8个通道进行AD信号同步采集,8个通道AD每两个一组,同时采集三相电流和零序电流模拟信号,把模拟信号转化成数字信号;
步骤2:采集电流互感器输出的数据后经过AD转换,通过芯片内部DMA缓存内部RAM中,每隔预定时间从缓存RAM提取缓存数据;
步骤3:抽取缓存数据,使用基-4FFT算法进行处理计算;
步骤4:计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值;
步骤5:对每个通道,把FFT计算结果转换成真实有效值,计算出对应的实部和虚部转换值;
步骤6:进行矢量和计算,转换频域实部相加、虚部相加;
步骤7:最后计算出剩余电流值。
2.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:
使用STM32F407芯片内部12位双同步AD模数转换器,8个通道AD信号同步采集,8个通道AD同时采集三相电流和零序电流模拟信号,把模拟信号转化成数字信号,每两个通道为一组,分四组,分别采集三相电流和零序电流模拟信号。
3.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:
步骤2:STM32F407芯片内部集成12位AD模数转换器,采集电流互感器数据后经过AD转换,通过芯片内部DMA缓存内部RAM中,每隔20ms从缓存RAM提取缓存数据,每周波采集电流256个数据,组成8组256点数据缓存。
4.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:
对8个通道数据,做256点基-4FFT运算后,交流信号时域信号转化成频域信号,信号被分解成不同频率的直流量的频域实部和虚部,取50hz频域实部和虚部数据;数据分解后,使用以下代号表示:
4电流通道,10倍额定值采集通道,FFT计算后,抽取50hz频域的实部和虚部数据:
Real_IA1、Imag_IA1、Real_IB1、Imag_IB1、
Real_IC1、Imag_IC1、Real_Io1、Imag_Io1;
4电流通道,1倍额定值采集通道,FFT计算后,抽取50hz频域的实部和虚部数据:
Real_IA2、Imag_IA2、Real_IB2、Imag_IB2、
Real_IC2、Imag_IC2、Real_Io2、Imag_Io2;
其中:
Real_IA1、Imag_IA1为:A相10倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;Real_IB1、Imag_IB1为:B相10倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;
Real_IC1、Imag_IC1为:C相10倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;Real_Io1、Imag_Io1为:N相10倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;
Real_IA2、Imag_IA2:A相1倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;
Real_IB2、Imag_IB2:B相1倍通道通过FFT运算后,抽取50hz频域实部和虚部;
Rea...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈春华,王志伟,张文萍,王世杰,唐文正,蔡元博,袁彩蝶,刘增辉,马东祥,陈西洋,李东东,吕向峰,李雪峰,李冬冬,韩春明,王丰林,孟凯,张帆磊,黄奕森,慕田峪,杨志斌,李杨鹏,
申请(专利权)人:许昌中科森尼瑞技术有限公司,
类型:发明
国别省市:河南;41
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