电压暂降检测电路和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电压暂降检测电路和装置。该电压暂降检测电路包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、S变换单元和信号控制处理单元。通过信号采集单元采集供电网的电压信号，并将检测到的电压信号输入到信号调理单元，信号调理单元将电压信号调理为标准方波信号，并将标准方波信号输入到A/D转换单元，A/D转换单元将标准方波信号转换为电压数字信号，并输入到S变换单元，S变换单元基于电压数字信号得到供电网的电压幅值，信号控制处理单元根据得到的电压幅值确定供电网是否出现电压暂降。本发明专利技术利用S变换单元，在电压暂降检测分析中可以提取大量的特征量，对供电网电压暂降情况实现精确检测。

【技术实现步骤摘要】
电压暂降检测电路和装置
本专利技术涉及电压暂降领域，特别是涉及一种电压暂降检测电路和装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，人们的生活水平也得到了较大的改善，人们对电力的需求也越来越大，电能质量的好坏不但威胁着电网的安全、稳定运行，还影响着电力用户的生产和生活。在各种电能质量问题中，电压暂降是敏感设备异常工作的主要因素。一般认为，70％以上的电能质量问题是由电压暂降引起的。电压暂降可能导致计算机程序紊乱、生产过程停止、调速装置失灵及保护设备误动作等，不仅造成用户的经济损失，还可能导致重大人身伤亡事故。目前，电压暂降检测现有的解决方法包括利用短时傅里叶变换对电压信号进行检测，但是此方法需要对窗口类型进行选择以及窗宽固定，在对供电网电压进行监测时容易受到噪声的影响。
技术实现思路
基于此，有必要针对于上述技术问题，提供一种时频分辨率变化模式可调，不易受噪声影响的电压暂降检测方法。一种电压暂降检测电路，所述电压暂降检测电路包括：信号采集单元，信号采集单元的输入端与供电网电性连接，信号采集单元的输出端与信号调理单元电性连接，用于采集供电网的电压信号；信号调理单元的输入端与信号采集单元电性连接，输出端与A/D转换单元电性连接，用于将电压信号调理为标准方波信号；A/D转换单元的输入端与信号调理单元电性连接，输出端与S变换单元电性连接，用于将标准方波信号转换为电压数字信号；S变换单元的输入端与A/D转换单元电性连接，输出端与信号控制处理单元电性连接，用于基于电压数字信号得到供电网的电压幅值；信号控制处理单元的输入端与S变换单元电性连接，用于根据得到的电压幅值确定供电网是否出现电压暂降。在其中一个实施例中，电压暂降检测电路，还包括：锁相倍频单元，锁相倍频单元的输入端与信号调理单元电性连接，输出端与A/D转换单元电性连接。在本实施例中，通过设置锁相倍频单元能够产生输入倍频信号，进而触发所述A/D转换单元进行采样，避免了因电网频率波动造成的测量误差。在其中一个实施例中，信号调理单元包括低通滤波器、电压过零比较器和稳压组件；低通滤波器用于滤除电压信号中的高次谐波和噪声；电压过零比较器用于输出模拟方波信号；稳压组件用于对模拟方波信号进行稳压输出标准方波信号。在其中一个实施例中，S变换单元，用于对电压数字信号进行广义双曲S变换，得到S变换复数矩阵，对S变换复数矩阵中的每个元素求模，得到S模矩阵，根据S模矩阵得到电压幅值。在其中一个实施例中，广义双曲S变换的窗函数为：其中，f为频率，t为时间，α、β分别为前向锥度、后向锥度；λ为窗函数的曲率，与时间同量纲；μ为窗宽调整因子；y为窗宽变化率调整因子。在本实施例中，采用的窗函数是广义双曲窗函数，在高频时，时间域的窗函数很窄，时间分辨率很高，由于窗函数的不对称性，提高了频率分辨率。同时，由于对原始的双曲窗函数进行了改进，引入了窗宽调整因子和窗宽变化率调整因子，因此可以灵活地调整时频分辨率及其变化模式，降低检测信号对噪声的敏感度。在其中一个实施例中，信号控制处理单元，包括：判断组件，用于将电压幅值与预设阈值进行比较，若电压幅值大于或等于预设阈值，则将供电网没有发生电压暂降作为检测结果；若电压幅值小于预设阈值，则将供电网发生电压暂降作为检测结果。在其中一个实施例中，信号控制处理单元，还包括：特征提取组件，用于若电压幅值小于预设阈值，根据S变换单元得到的S变换复数矩阵得到电压暂降的起止时刻和相位跳变信息。在本实施例中，通过设置特征提取组件，可以在供电网发生电压暂降时有效提取到起止时刻以及相位跳变信息。在其中一个实施例中，电压暂降检测电路，还包括：存储单元，与信号控制处理单元电性连接，用于对信号控制处理单元处理得到的信息进行存储；显示单元，与信号控制处理单元电性连接，用于对信号控制处理单元处理得到的信息进行显示。在其中一个实施例中，电压暂降检测电路，还包括：报警单元，与信号控制处理单元电性连接，用于在信号控制处理单元处理得到的电压值低于预设阈值时进行报警；通信单元，与信号控制处理单元电性连接，用于在信号控制处理单元处理得到的电压值低于预设阈值时进行远程通信。一种电压暂降检测装置，电压暂降检测装置用于实现上述任意一个实施例的电压暂降检测电路。上述电压暂降检测电路，包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、S变换单元和信号控制处理单元。通过信号采集单元采集供电网的电压信号，并将检测到的电压信号输入到信号调理单元，信号调理单元将电压信号调理为标准方波信号，并将标准方波信号输入到A/D转换单元，A/D转换单元将标准方波信号转换为电压数字信号，并输入到S变换单元，S变换单元基于电压数字信号得到供电网的电压幅值，信号控制处理单元根据得到的电压幅值确定供电网是否出现电压暂降。本专利技术由于采用S变换单元，避免了窗口的选择，改善了窗函数固定的缺陷，时频中的各频率分量与原始信号保持着直接的相位关系，使得在电压暂降检测分析中可以提取大量的特征量，精确地检测电压暂降的幅值。附图说明图1为本申请电压暂降检测电路的结构示意图；图2为本申请一个实施例中电压暂降检测电路的部分结构示意图；图3为本申请一个实施例中电压暂降检测电路中信号控制处理单元部分结构示意图；图4为本申请一个实施例中电压暂降检测电路中信号控制处理单元部分结构示意图；附图标记：1-信号采集单元、2-信号调理单元、3-A/D转换单元、4-S变换单元、5-信号控制处理单元、6-锁相倍频单元、7-存储单元、8-传输单元、9-报警单元、10-通信单元。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供一种电压暂降检测电路，如图1所示，电压暂降检测电路具体包括：信号采集单元1，信号采集单元1的输入端与供电网电性连接，信号采集单元1的输出端与信号调理单元2电性连接，在本申请实施例中，信号采集单元1包括3个电压互感器、3个电流互感器，分别采集电网三相电压和电流，电压互感器和电流互感器输出端采用二极管组成的钳位电路，避免因电网电压波动或意外事故导致电压互感器和电流互感器输出信号超过A/D转换单元3输入量程范围，进而造成损坏。信号调理单元2的输入端与信号采集单元1电性连接，输出端与A/D转换单元3电性连接，在本申请实施例中，信号调理单元2包括低通滤波器、电压过零比较器和稳压组件，低通滤波器能够滤除输入的电压信号中的高次谐波和噪声，经过电压过零比较器输出模拟方波信号，再经过稳压组件稳压输出标准方波信号。A/D转换单元3的输入端与信号调理单元2电性连接，输出端与S变换单元4电性连接，用于将标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压暂降检测电路，其特征在于，所述电压暂降检测电路包括：/n信号采集单元，所述信号采集单元的输入端与供电网电性连接，所述信号采集单元的输出端与信号调理单元电性连接，用于采集所述供电网的电压信号；/n所述信号调理单元的输入端与所述信号采集单元电性连接，输出端与A/D转换单元电性连接，用于将所述电压信号调理为标准方波信号；/n所述A/D转换单元的输入端与所述信号调理单元电性连接，输出端与S变换单元电性连接，用于将所述标准方波信号转换为电压数字信号；/n所述S变换单元的输入端与所述A/D转换单元电性连接，输出端与信号控制处理单元电性连接，用于基于所述电压数字信号得到所述供电网的电压幅值；/n所述信号控制处理单元的输入端与所述S变换单元电性连接，用于根据得到的电压幅值确定所述供电网是否出现电压暂降。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压暂降检测电路，其特征在于，所述电压暂降检测电路包括：
信号采集单元，所述信号采集单元的输入端与供电网电性连接，所述信号采集单元的输出端与信号调理单元电性连接，用于采集所述供电网的电压信号；
所述信号调理单元的输入端与所述信号采集单元电性连接，输出端与A/D转换单元电性连接，用于将所述电压信号调理为标准方波信号；
所述A/D转换单元的输入端与所述信号调理单元电性连接，输出端与S变换单元电性连接，用于将所述标准方波信号转换为电压数字信号；
所述S变换单元的输入端与所述A/D转换单元电性连接，输出端与信号控制处理单元电性连接，用于基于所述电压数字信号得到所述供电网的电压幅值；
所述信号控制处理单元的输入端与所述S变换单元电性连接，用于根据得到的电压幅值确定所述供电网是否出现电压暂降。


2.根据权利要求1所述的电压暂降检测电路，其特征在于，所述电压暂降检测电路，还包括：
锁相倍频单元，所述锁相倍频单元的输入端与所述信号调理单元电性连接，输出端与所述A/D转换单元电性连接。


3.根据权利要求1所述的电压暂降检测电路，其特征在于，所述信号调理单元包括低通滤波器、电压过零比较器和稳压组件；
所述低通滤波器用于滤除所述电压信号中的高次谐波和噪声；
所述电压过零比较器用于输出模拟方波信号；
所述稳压组件用于对所述模拟方波信号进行稳压输出标准方波信号。


4.根据权利要求1所述的电压暂降检测电路，其特征在于，所述S变换单元，用于对所述电压数字信号进行广义双曲S变换，得到S变换复数矩阵，对所述S变换复数矩阵中的每个元素求模，得到S模矩阵，根据所述S模矩阵得到所述电压幅值。


5.根据权利要求4所述的电压暂降检测电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯，王勇，莫文雄，许中，马智远，饶毅，栾乐，马捷然，罗林欢，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44