一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种厂用电源快速切换装置的母线电压 测量方法。
【背景技术】
[0002] 发电厂厂用电源快速切换装置需要对厂用母线电压的频率，幅值和相位进行测量 和计算，并比较厂用母线电压和系统电源电压的频率差，幅值差和相位差，当三个差值都较 小，方可进行厂用电切换，否则将造成很大的冲击电流，危害设备安全。由于厂用电切换时， 母线电压为非50Hz交流量，电压频率和幅值不断衰减，对其准确测量成为关键。
[0003] 现有厂用电源快速切换装置测量母线频率、幅值和相位，由于母线电压频率和幅 值不断衰减，通常对其进行频率跟踪采样，根据母线电压的频率实时调整采样点间隔，采样 频率不固定，采样频率必须是被测量频率的整数倍，以达到每周波等间隔采样的目的，然后 用离散傅立叶算法对采样点进行计算，从而得到电压的幅值和相位。由于系统电压为50Hz 交流量，采样方式为固定频率采样，母线电压与系统电压是非同步采样，还要根据两者电压 采样点的时间差补偿计算相位差，计算繁琐。另外，也有利用硬件电路进行相位测量的方 法，由于需要将交流量变为方波，并采用硬件计数器，整体硬件设计较为复杂，目前已经较 少采用。
【发明内容】
[0004] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种厂用电源快 速切换装置的母线电压测量方法，本发明的方法取消常用的变频跟踪采样环节，用固定频 率对两路非同频电压进行同步采样，两路电压可以共用模数转换器，避免因采样频率不同 必须采用两个独立的模数转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要 针对不同步的采样点进行补偿计算相位差，简化了采样环节。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方 法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1、对母线电压进行模数转换采样，可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点， 即X(m)，m= 1，2,…，64 ;采样间隔tc= 0· 3125 毫秒；
[0007]S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个 采样点U(η)，η= 1，2,…，32,具体步骤为：
[0008](1)、母线电压的周期Τ=Ι/f，对于每周波32个采样点，采样间隔为
[0009] (2)、令U(l) =X(1)，第一个采样点不插值计算；
[0010] (3)、求其余31个采样点υ(η)，η= 2,3···32
，得到整数m，再 进行线性插值，其中采样点U(n)的计算公式为：
[0011] S3、采用离散傅立叶算法，对U(η)计算，求U(η)的幅值和相位。
[0012] 进一步地，所述步骤S1的采样频率固定为1600Hz。
[0013] 更进一步地，所述步骤S2线性插值具体步骤为：
[0014] (1)对31个采样点U(n)，η= 2, 3···32,依次进行线性插值，判断η值是否到32， 如果η值未到32,在原采样值数组中找到两个相邻点，并继续用线性插值法求U(η)，采样下 标η加1，依次循环；
[0015] (2)如果对线性插值的采样点U(n)的η值到32,插值计算结束，得到插值后的整 周波采样点U(η)，η从1到32。
[0016] 进一步地，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 本发明的方法取消常用的变频跟踪采样环节，用固定频率对两路非同频电压进行 同步采样，两路电压可以共用模数转换器，避免因采样频率不同必须采用两个独立的模数 转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行 补偿计算相位差，简化了采样环节。
[0021] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明的母线电压测量方法线性插值法流程图；
[0023] 图2是本发明的采样点图。
【具体实施方式】
[0024] 如图1、2所示，一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包 括以下步骤：
[0025]S1、对母线电压进行模数转换采样，可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点， 即X(m)，m= 1，2,…，64 ;
[0026]S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个 采样点U(η)，η= 1，2,…，32,具体步骤为：
[0027](1)、母线电压的周期Τ=Ι/f，对于每周波32个采样点，采样间隔为
[0028] (2)、令U(l) =X(1)，第一个采样点不插值计算；
[0029] (3)、求其余 31 个采样点U(n)，η= 2, 3…32， 进行线性插值，其中采样点U(n)的计算公式为：
[0030]S3、采用离散傅立叶算法，对U(η)计算，求U(η)的幅值和相位。
[0031] 较佳地，所述步骤S1的采样频率固定为1600Hz。
[0032] 较佳地，所述步骤S2线性插值具体步骤为：
[0033] (1)对31个采样点U(n)，n= 2,3···32,依次进行线性插值，判断η值是否到32， 如果η值未到32,在原采样值数组中找到两个相邻点，并继续用线性插值法求U(η)，采样下 标η加1，依次循环；
[0034] (2)如果对线性插值的采样点U(n)的η值到32,插值计算结束，得到插值后的整 周波采样点U(η)，η从1到32。
[0035] 较佳地，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：
[0038] 本发明的方法取消常用的变频跟踪采样环节，用固定频率对两路非同频电压进行 同步采样，两路电压可以共用模数转换器，避免因采样频率不同必须采用两个独立的模数 转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行 补偿计算相位差，简化了采样环节。
[0039] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的 技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括W下步骤： 51、 对母线电压进行模数转换采样，可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点，即 X(m)，m= 1，2, 一,64 ;采样间隔tc= 0. 3125 毫秒； 52、 根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，W获得每周波等间隔的32个采样 点U(η)，η= 1，2,…，32,具体步骤为：(1) 、母线电压的周期Τ= 1Λ·，对于每周波32个采样点，采样间隔关 ，. .，： (2) 、令U(l) =Χ(1)，第一个采样点不插值计算； (3) 、求其余31个采样点U(η)，η= 2, 3··· 32,对取整，得到整数m，再进行 线性插值，其中采样点U(n)的计算公式为：53、 采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。2. 如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在 于，所述步骤S1的采样频率固定为1600化。3. 如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在 于，所述步骤S2线性插值具体步骤为： (1) 对31个采样点U(η)，η= 2, 3··· 32,依次进行线性插值，判断η值是否到32,如果η值未到32,在原采样值数组中找到两个相邻点，并继续用线性插值法求U(η)，采样下标η加 1，依次循环； (2) 如果对线性插值的采样点U(n)的η值到32,插值计算结束，得到插值后的整周波 采样点U(n)，n从1到32。4. 如权利要求1所述的一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在 于，所述步骤S3求得的幅值和相位分别为：
【专利摘要】本发明公开了一种厂用电源快速切换装置的母线电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对母线电压进行模数转换采样，采样频率固定为1600Hz,可得到一组采样值，采样值数据窗取64个点，即X(m)，m＝1,2,…,64；S2、根据测得的母线电压频率f，进行软件线性插值，以获得每周波等间隔的32个采样点U(n)，n＝1,2,…,32；S3、采用离散傅立叶算法，对U(n)计算，求U(n)的幅值和相位。本发明的方法用固定频率对两路非同频电压进行同步采样，两路电压可以共用模数转换器，降低了硬件成本，由于不用实时调整采样频率，也不需要针对不同步的采样点进行补偿计算相位差，简化了采样环节。
【IPC分类】G01R19/25, G01R25/00
【公开号】CN105242103
【申请号】CN201510543263
【发明人】乐凌志, 黄作兵
【申请人】南京国电南自美卓控制系统有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月28日