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一种合闸相位检测方法

阅读：681发布：2021-02-08

IPRDB可以提供一种合闸相位检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种合闸相位检测方法，应用DSP数字信号处理技术，通过高速A/D转换器对交流信号启动输出瞬间快速采集，采集半个多周期信号数据，采用时间测量相位法进行测试，从而大大提高继电保护测试仪合闸相位检测的精度及自动化水平。，下面是一种合闸相位检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种合闸相位检测方法，采用一种合闸相位检测系统采集处理信号，所述系统主要由电压取样电路、电流取样电路、信号调理电路、高速A/D转换器、DSP处理器、串口电路及PC机组成；电压取样电路及电流取样电路与信号调理电路之间电连接，信号调理电路与高速A/D转换器之间电连接，高速A/D转换器与DSP处理器之间电连接，DSP处理器经串口电路与PC机通信；其特征在于：所述检测方法通过高速A/D转换器对交流信号启动输出瞬间快速采集，采集半个多周期信号数据，采用时间测量相位法进行测试；假设输出交流信号频率为50Hz，即信号周期T为20ms，采样周期TS为1us，即得出采样速率为1MHz，每个采样点对应0.018°，采集点数为15000点，相对于20ms的周期，采集数据已经大于半个周期，保证了过零点数据的采集；

并对高速采集电流数据采用从后往前方式寻找过零点Z点，过零分两种情况，一种是

180°过零，即正向过零；另一种是360°过零，即负向过零，为了计算交流信号的估计初相位值，需要根据采样信号设定阈值K，，从采集数据中求得信号幅度A，设定相位阈值为0.5°，进而计算出K值，对采集数据点从Z点开始依次往前寻找，大于等于设定阈值的都满足要求，进而求得满足条件的采样点数N，据公式（2-1）（2-2）计算出估计初相位，Z点的趋势决定了估计初相位的计算公式：

180度过零则

（2-1）

即

360度过零则

（2-2）

即

因为θ为估计初相位值，要准确求得精确的初相位值，还需要在估计初相位值的基础上进行修正，通过实际响应信号采集数据曲线与计算估计初相位值θ曲线值对比的方式，实现M个采样点修正值，从而得到精确的初相位值：（2-3）。

说明书全文

一种合闸相位检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新的继电保护测试仪合闸相位检测方法，属于继电保护测试仪检测技术领域。

背景技术

[0002] 合闸角是施加于被测试继电器、保护及安全自动装置的交流激励量（电压或电流）在合闸瞬间的相位角。是继电保护测试仪暂态特性的一项重要参数。

[0003] 继电保护测试仪合闸相位指标的检测，通常的做法是用一台示波器与被检测的继电保护测试仪相连接（接线如图1），示波器设置为：直流耦合、外触发方式、单次上升沿触发。检测时，用示波器记录被试装置的电压、电流波形，根据波形计算出合闸相位角Ø：

[0004] Ø=（20-x）/20×360°.............................(1)

[0005] 式中：

[0006] x ——合闸时间。

[0007] 计算合闸相位角的误差= 合闸相位角测量计算值-合闸相位角设定值[0008] 这种检测方法存在较大缺陷，一是操作繁杂，需手动设置、人工读数、人工计算，二是检测精度不高，需从模拟信号读出数据，并且受示波器的精度影响。因此，一种自动化、高精度的合闸相位检测新方法十分必要。

发明内容

[0009] 本发明的目的是：针对继电保护测试仪合闸相位检测方法的现状，提供一种合闸相位检测方法，应用DSP（数字信号处理器）技术及计算机软件技术，通过高速A/D对交流信号启动输出瞬间快速采集，采集半个多周期信号数据，采用时间测量相位法进行测试，从而大大提高继电保护测试仪合闸相位检测的精度及自动化水平。

[0010] 本发明的技术方案是：一种合闸相位检测方法，采用一种合闸相位检测系统采集处理信号，所述系统主要由电压取样电路、电流取样电路、信号调理电路、高速A/D转换器、DSP处理器、串口电路及PC机组成；电压取样电路及电流取样电路与信号调理电路之间电连接，信号调理电路与高速A/D转换器之间电连接，高速A/D转换器与DSP处理器之间电连接，DSP处理器经串口电路与PC机通信；其特征在于：

[0011] 所述检测方法通过高速A/D转换器对交流信号启动输出瞬间快速采集，采集半个多周期信号数据，采用时间测量相位法进行测试；假设输出交流信号频率为50Hz，即信号周期T为20ms，采样周期TS为1us，即得出采样速率为1MHz，每个采样点对应0.018°，采集点数为15000点，相对于20ms的周期，采集数据已经大于半个周期，保证了过零点数据的采集；

[0012] 并对高速采集电流数据采用从后往前方式寻找过零点Z点，过零分两种情况，一种是180°过零，即正向过零；另一种是360°过零，即负向过零，为了计算交流信号的估计初相位值，需要根据采样信号设定阈值K，，从采集数据中求得信号幅度A，设定相位阈值为0.5°，进而计算出K值，对采集数据点从Z点开始依次往前寻找，大于等于设定阈值的都满足要求，进而求得满足条件的采样点数N，据公式（2-1）（2-2）计算出估计初相位，Z点的趋势决定了估计初相位的计算公式：

[0013] 180度过零则

[0014] （2-1）

[0015] 即

[0016] 360度过零则

[0017] （2-2）

[0018] 即

[0019] 因为θ为估计初相位值，要准确求得精确的初相位值，还需要在估计初相位值的基础上进行修正，通过实际响应信号采集数据曲线与计算估计初相位值θ曲线值对比的方式，实现M个采样点修正值，从而得到精确的初相位值：

[0020] （2-3）。

[0021] 本发明的有益效果是：本发明的合闸相位检测方法具有如下优点：为继电保护测验仪合闸相位的检测提供了一种新的手段，检测精度达到0.018°，对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。

附图说明

[0022] 附图1为通常的合闸相位检测方法接线图。

[0023] 附图2为本发明中系统组成框图。

[0024] 附图3为本发明中电流合闸波形示意图。

具体实施方式

[0025] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

[0026] 1、系统组成

[0027] 系统主要由电压取样电路、电流取样电路、信号调理电路、16位高速并行A/D转换器、DSP处理器、串口电路及PC机组成，系统组成框图如图2所示。

[0028] 2、测量原理

[0029] 通过高速A/D转换器对交流信号启动输出瞬间快速采集，采集半个多周期信号数据，采用时间测量相位法进行测试。图3为电流合闸相位采集信号示意图。

[0030] 设输出交流信号频率为50Hz，即信号周期T为20ms，采样周期TS为1MHz，即得出采样速率为1us，每个采样点对应0.018°，采集点数为15000点，相对于20ms的周期，采集数据已经大于半个周期，保证了过零点数据的采集。并对高速采集电流数据采用从后往前方式寻找过零点Z点。过零分两种情况，一种是180°过零（即正向过零）；另一种是360°过零（即负向过零）。为了计算交流信号的估计初相位值，需要根据采样信号设定阈值K，，容易从采集数据中求得信号幅度A，设定相位阈值为0.5°，进而计算出K值。对采集数据点从Z点开始依次往前寻找，大于等于设定阈值的都满足要求，进而求得满足条件的采样点数N，据公式（2-1）（2-2）计算出估计初相位。Z点的趋势决定了初相位的计算公式：

[0031] 180度过零则

[0032] （2-1）

[0033] 360度过零则

[0034] （2-2）

[0035] 因为θ为计算估计初相位值，要准确求得精确的初相位值，还需要在估计初相位值的基础上进行修正。通过实际响应信号采集数据曲线与计算估计相位值θ曲线值对比的方式，实现M个采样点修正值，从而得到精确的交流信号初相位：

[0036] （2-3）

[0037] 以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
相位差膜-专利编号CN110799870A	2020-05-11	830
相位差膜-专利编号CN110268293A	2020-05-11	273
相位对齐-专利编号CN109508066A	2020-05-11	364
相位塞-专利编号CN101467466A	2020-05-13	64
相位差膜-专利编号CN100432716C	2020-05-13	801
相位差膜-专利编号CN101529284B	2020-05-13	880
相位差膜-专利编号CN109416426A	2020-05-12	675
相位差膜-专利编号CN105319634B	2020-05-11	684
相位差膜-专利编号CN105319634A	2020-05-12	346
相位差膜-专利编号CN101389987B	2020-05-12	45

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