[发明专利]一种微机自动准同期装置的同期电压相位差测量法

说明书

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种微机自动准同期装置的同期电压相位差测量法。

背景技术

发电厂微机自动准同期装置用于测量发电机侧和系统侧的电压频率差，幅值差和相位差，当三者满足并列要求时，方可合闸，否则将造成很大的冲击电流，危害设备安全，因此测量同期电压的频率差，幅值差和相位差是其关键技术。

现有微机自动准同期装置的同期电压相位差测量方法主要有硬件测量法和软件测量法。硬件法通常将两路电压正弦波变为方波，用硬件计数器测量两路方波的过零点，从而得到相位差，或者将两路电压方波异或后，再用硬件计数器测量脉宽得到相位差。软件法的通常方法是由于两个电压频率不同，分别进行频率跟踪并采样，实时调整采样点间隔，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，再根据不同步的两路电压采样点的时间差补偿计算相位差。

同期电压相位差的硬件测量法需要较为复杂的硬件电路，如交流量滤波回流，运算放大器，二极管，异或门等，硬件电路容易受电磁干扰和温度影响，为了保证测量稳定性和高精度成本通常比较高。同期电压相位差的软件测量法需要频率跟踪，且两路不同频率的电压需要各自独立的模数转换器，硬件成本也比较高。

发明内容

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微机自动准同期装置的同期电压相位差测量法,本发明的测量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。

为实现上述目的，本发明提供了一种微机自动准同期装置的同期电压相位差测量法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测量系统侧和发电机侧的电压的频率；

S2、对系统侧和发电机侧电压进行同步采样，得到采样值序列X(m)，m从1到128；

S3、对系统侧和发电机侧电压的采样值进行插值，获得每周波等间距的64个采样点，并判断第64个采样点是否计算完毕；

S4、若步骤S3中第64个采样点未计算完毕，则在原采样值数组X(m)中找到两个相邻点，用线性插值算法继续对系统侧和发电机侧电压的采样值进行插值，以求得整周波采样点U(n)；

S5、若步骤S3中第64个采样点计算完毕，利用离散傅里叶公式计算插值后的整周波采样点U(n)的幅值和相位；

S6、分别求得系统侧电压相位与发电机侧电压的相位后，两者之差即为同期电压的相位差。

进一步地，所述步骤S2中的同步采样频率为3200Hz。

进一步地，所述步骤S4中利用采样值序列X(m)求得U(n)的计算公式为：

U(n)=X(m)+X(m+1)-X(m)tc×(t×(n-1)-tc×(m-1))]]>

进一步地，所述步骤S5中利用离散傅里叶公式计算插值后的整周波采样点U(n)的幅值和相位的计算公式为：

其中，N为采样点总数，U(k)为第k个采样值。

本发明的有益效果是：