[发明专利]一种新的合闸相位检测方法

说明书

技术领域

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

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。

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?：

?=（20-x）/20×360°.............................(1)

式中：

    x ——合闸时间。

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

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

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，提供一种新的合闸相位检测方法，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。

本发明的技术方案是：一种新的合闸相位检测方法，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T_S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，                                               ，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：

180度过零则

                （2-1）

360度过零则

                （2-2）

因为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：

                       （2-3） 

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

附图1为通常的合闸相位检测方法接线图。

附图2为本发明中系统组成框图。

附图3为本发明中电流合闸波形示意图。

具体实施方式

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。

1、系统组成

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。

2、测量原理