[发明专利]配电变压器监测终端及用于计算其电流复功率精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电变压器监测终端的提高计算电流和复功率精度的方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，对电力能源的需求从数量及质量上，都提出了 更高的要求。电力系统为管理方便，通常在一定区域范围内，例如一个居民小区 或一个办公大楼，设置一集中器采集区域内各种计量终端的计量数据，并要设置 配电变压器监测设备对电网运行情况的监测和控制。但是目前大多数的配电变压 器监测设备的计量、监测、通信、抄表模块都是分开设计的，虽然可以集中放置， 统一管理，但各设备之间仍需铺设繁多的通讯线路以保证相互的辅助工作和协 调，并且每个设备都要配置专门的通讯接口电路与上行控制主站连接，造成资源 重复，且其维修和维护难度大、成本高、可靠性低。同时目前多数监测终端采用 单片机、单路A/D加多路开关组成的数据采集和处理电路，而且一般采用时域的 计算方法。随着人们对电力监控系统性能要求的提高，这种结构所带来的性能上 的不足则越来越明显。主要包括以下三个方面：(1)在以往测量三相电流的信号 处理电路中，无论电流的大小，直接进入A/D模块进行采样，造成较大的测量误 差；(2)由于采用频域的计算方法，快速傅里叶变换FFT采样的点数也越来越高， 使得采样频率和计算量大大提高，普通单片机和A/D转换器组成的电路无法满足 系统性能的要求；(3)三相电压和三相电流的非同步采样造成了电压和电流相位 差的测量误差，导致计算复功率的误差较大，特别是进行到高次谐波分析时，会 引起很大的计算误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能提高配电变压器监测终端计 算电流和复功率精度的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

配电变压器监测终端的提高计算电流和复功率精度的方法：

当三相电流Ia、Ib、Ic经过电流互感器CT后，在所述的信号调理电路中， 分别将三相Ia、Ib、Ic分成两路，一路不对其进行放大，另一路对其放大十倍， 然后进入所述数字信号处理器DSP的模数转换模块ADC进行采样，最后根据所 述数字信号处理器DSP的模数转换模块ADC的转换结果进行快速傅立叶FFT 计算选择合适的一组电流数据；

设定三相电压与三相电流的初始相位差为当三相电压与三相电流同时经 过所述数字信号处理器DSP的模数转换模块ADC变换后，通过快速傅立叶变换 FFT计算，求出电压和电流在最大谱线处的相位差得到三相电压和三相电 流因互感器、线路以及进入所述数字信号处理器DSP的模数转换模块ADC不同步 所造成的相位误差通过补偿相位误差计算复功率。

三相电压通过电压互感器以及三相电流通过电流互感器CT，分别与信号调 理电路的信号输入端连接，信号调理电路的信号输出端与所述数字信号处理器 DSP内的模数转换模块ADC连接。

本发明的效果：

(1)本发明采用数字信号处理器DSP芯片作为中央处理单元，能够完成对三相 电压、三相电流、复功率的精确计量，对各种脉冲量和状态量的监测，具有处理 速度快，体积小，维修、维护难度低，有效降低了整个系统的投资，有明显的经 济效益。

(2)本发明采用快速傅里叶变换FFT算法提高三相电流及复功率的测量精度， 其测量结果提高了谐波分析的精度，对配电变压器进行实时监测，以实现系统的 实时监控功能，提高系统的可靠性。

附图说明

图1为配电变压器监测终端的硬件原理框图。

图2为三相电流、三相电压的调理模块电路原理图。

图3为计量三相电流、三相电压的流程图。

图4为数字信号处理器DSP的串行外设接口SPI的外部扩展接口原理图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细描述。