一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，其包括：获取低压保护装置的原始采样点电信号；利用滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理，得到滤波后的采样点电信号；对滤波后的采样点电信号进行离散傅里叶变换，得到采样点电信号的计算幅值和计算相角；利用滤波器的幅值补偿系数和相角补偿系数对采样点电信号的计算幅值和计算相角进行修正处理，得到修正后的幅值和相角。本发明专利技术能够在滤除干扰信号的同时提高幅值相角的准确性，可以使得低压保护装置在进行电磁兼容试验时不会出现误动的情况。会出现误动的情况。会出现误动的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法


[0001]本专利技术涉及一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，属于电力系统二次设备的信号测量


技术介绍

[0002]基于嵌入式的微机保护装置目前已广泛应用在电力系统的各种厂、站等场所。保护装置工作过程中需要准确测量电力系统中电压、电流的信号，目前常用离散傅里叶算法(DFT)处理电压、电流信号，测量电压、电流幅值相角，从而使得保护装置在电力系统出现故障(过流、过压、欠压等)时有效的跳开故障部分，保护整个电力系统安全稳定运行。
[0003]低压保护装置在进行电磁兼容试验时需要在交流采样信号上叠加高频的大电压干扰信号，要求低压保护装置投入各项保护功能且时延设置为0ms。此时如果采用离散傅里叶算法测量低压保护装置中电压、电流幅值相角，信号中的尖峰、毛刺等可能会影响测量结果，不准确的测量测量结果会引起电力系统低压保护装置误动作等情况。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中DFT无法准确测量低压保护装置中电信号幅值相角的问题，本专利技术提出了一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，在不改变原有采样频率的前提下对低压保护装置的电信号进行滤波、DFT和修正处理，在保证幅值、相角车辆精度的同时将信号中的尖峰、毛刺过滤掉，从源头来抑制低压保护装置误动作的可能性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术手段：
[0006]本专利技术提出了一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，包括如下步骤：
[0007]获取低压保护装置的原始采样点电信号，所述原始采样点电信号为电压或电流；
[0008]利用滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理，得到滤波后的采样点电信号；
[0009]对滤波后的采样点电信号进行离散傅里叶变换，得到采样点电信号的计算幅值和计算相角；
[0010]利用滤波器的幅值补偿系数和相角补偿系数对采样点电信号的计算幅值和计算相角进行修正处理，得到修正后的幅值和相角。
[0011]进一步的，滤波器包括差分滤波器和积分滤波器；原始采样点电信号为电压时，利用差分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理；原始采样点电信号为电流时，利用积分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理。
[0012]进一步的，利用差分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理的表达式如下：
[0013]D
i+k,j
＝X
i+k,j
‑
X
i,j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0014]其中，D
i+k,j
表示i+k时刻第j个采样点的差分滤波后的采样点电信号，X
i+k,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i+k时刻的原始采样点电信号，X
i,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i时刻的原始采样点电信号，i＞0，k为滤波器时间间隔，k的取值范围为[1,f/50]，f为低压保护装置的采样频率，j＝1,2,
…
,N，N为一个周波内的采样点数量。
[0015]进一步的，利用积分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理的表达式如下：
[0016][0017]其中，I
i+k,j
表示i+k时刻第j个采样点的积分滤波后的采样点电信号，X
i+k,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i+k时刻的原始采样点电信号，X
i,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i时刻的原始采样点电信号，i＞0，k为滤波器时间间隔，k的取值范围为[1,f/50]，f为低压保护装置的采样频率，j＝0,1,2,
…
,N
‑
1，N为一个周波内的采样点数量。
[0018]进一步的，采样点电信号的计算幅值和计算相角的计算方法如下：
[0019]将滤波后的采样点电信号放入FFT循环区，得到采样点电信号的正弦部分和余弦部分：
[0020][0021][0022]其中，S
j
表示低压保护装置中第j个采样点的滤波后的采样点电信号放入FFT循环的正弦部分，N为一个周波内的采样点数量，Y
j
表示第j个采样点的滤波后的采样点电信号，C
j
表示第j个采样点的滤波后的采样点电信号放入FFT循环的余弦部分；
[0023]通过离散傅里叶变换得到采样点电信号的计算幅值和计算相角：
[0024][0025][0026]其中，F
j
表示第j个采样点的采样点电信号的计算幅值，ψ
j
表示第j个采样点的采样点电信号的计算相角。
[0027]进一步的，差分滤波器的幅值补偿系数的计算公式如下：
[0028][0029]其中，F'表示差分滤波器的幅值补偿系数，为相角差理论值；
[0030]差分滤波器的相角补偿系数的计算公式如下：
[0031][0032]其中，ψ'表示差分滤波器的相角补偿系数。
[0033]进一步的，积分滤波器的幅值补偿系数的计算公式如下：
[0034][0035]其中，F"表示积分滤波器的幅值补偿系数，为相角差理论值；
[0036]积分滤波器的相角补偿系数的计算公式如下：
[0037][0038]其中，ψ"表示积分滤波器的相角补偿系数。
[0039]进一步的，相角差理论值的计算公式如下：
[0040][0041]其中，k为滤波器时间间隔，k的取值范围为[1,f/50]，f为低压保护装置的采样频率。
[0042]进一步的，修正后的幅值为：
[0043][0044]其中，表示低压保护装置中第j个采样点的修正后的幅值，F
j
表示第j个采样点的采样点电信号的计算幅值，F表示滤波器的幅值补偿系数。
[0045]进一步的，修正后的相角为：
[0046][0047]其中，表示低压保护装置中第j个采样点的修正后的相角，ψ
j
表示第j个采样点的采样点电信号的计算相角，ψ表示滤波器的相角补偿系数。
[0048]采用以上技术手段后可以获得以下优势：
[0049]本专利技术提出了一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，本专利技术方法在传统的离散傅里叶变换的基础上增加了基于滤波器的补偿修正方法，在不改变原有采样频率和低压保护装置硬件结构的前提下，通过滤波器将原始采样点电信号中的尖峰、毛刺等干扰滤除掉，为了避免滤波后的信号测量值不准确，本专利技术还通过幅值补偿系数和相角补偿系数对计算幅值和计算相角进行修正处理，提高修正后的幅值、相角的准确性，从而确保低压保护装置电压、电流测量结果不会出现失真的情况，从源头来抑制低压保护装置误动作的可能性。
[0050]本专利技术方法主要应用于低压保护装置进行电磁兼容试验时的电压、电流测量，能够在滤除干扰信号的同时提高幅值相角的准确性，可以使得低压保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取低压保护装置的原始采样点电信号，所述原始采样点电信号为电压或电流；利用滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理，得到滤波后的采样点电信号；对滤波后的采样点电信号进行离散傅里叶变换，得到采样点电信号的计算幅值和计算相角；利用滤波器的幅值补偿系数和相角补偿系数对采样点电信号的计算幅值和计算相角进行修正处理，得到修正后的幅值和相角。2.根据权利要求1所述的一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，其特征在于，滤波器包括差分滤波器和积分滤波器；原始采样点电信号为电压时，利用差分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理；原始采样点电信号为电流时，利用积分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理。3.根据权利要求2所述的一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，其特征在于，利用差分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理的表达式如下：D
i+k,j
＝X
i+k,j
‑
X
i,j
其中，D
i+k,j
表示i+k时刻第j个采样点的差分滤波后的采样点电信号，X
i+k,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i+k时刻的原始采样点电信号，X
i,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i时刻的原始采样点电信号，i＞0，k为滤波器时间间隔，k的取值范围为[1,f/50]，f为低压保护装置的采样频率，j＝1,2,
…
,N，N为一个周波内的采样点数量。4.根据权利要求2所述的一种低压保护装置的电信号幅值、相角测量方法，其特征在于，利用积分滤波器对原始采样点电信号进行滤波处理的表达式如下：其中，I
i+k,j
表示i+k时刻第j个采样点的积分滤波后的采样点电信号，X
i+k,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i+k时刻的原始采样点电信号，X
i,j
表示低压保护装置中第j个采样点在i时刻的原始采样点电信号，i＞0，k为滤波器时间间隔，k的取值范围为[1,f/50]，f为低压保护装置的采样频率，j＝0,1,2,
…
,N
‑
1，N为一个周波内的采样点数量。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀，李培宜，陈贻骜，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：