[发明专利]一种A级电压暂态监测装置、方法及系统

说明书

本发明提供了一种A级电压暂态监测装置、方法及系统，该A级电压暂态监测装置包括采样模块、谐波分析模块、三相基波过零点定位模块、基波过零同步半波有效值计算模块、暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块。本发明的有益效果是：本发明直接应用谐波分析模块提供的基波分量的实部和虚部进行基波过零点的同步以及基于基波过零点的持续时间以及残余电压的测量。与通过数字滤波器以及二分法进行基波过零同步以及相应的残余电压和持续时间测量相比大大简化了流程，降低了系统的负荷，同时实现了基于基波过零点的残余电压与持续时间的精确测量。

技术领域

本发明涉及电能质量监测技术领域，尤其涉及一种A级电压暂态监测装置、方法及系统。

背景技术

根据IEC61000-4-30以及国家标准对A级电能质量监测装置的暂态功能要求：A级电能质量监测装置必须采用半周波刷新的一周波有效值进行判断，并且该半周波刷新的一周波有效值必须为基波过零同步的。目前主流厂家中绝大多数并没有实现这个要求或者采用数字滤波加二分法的形式进行基波过零同步。采用数字滤波加二分法进行基波过零同步实现复杂并且大大增加了处理器的负荷。

发明内容

本发明提供了一种A级电压暂态监测装置，包括采样模块、谐波分析模块、三相基波过零点定位模块、基波过零同步半波有效值计算模块、暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块；

所述采样模块负责电压信号的采样；

所述谐波分析模块负责谐波的分析；

所述三相基波过零点定位模块从谐波分析模块获取三相基波电压的基波分量实部与虚部并计算出三相电压的基波过零点的位置；

所述基波过零同步半波有效值计算模块根据基波过零点在半波中的位置计算基波过零同步半波值以及新旧过零半波值之间的同步；

所述暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块负责基于基波过零点的暂态启动结束判断以及残压和持续时间的计算。

作为本发明的进一步改进，采样模块采集的数据存储在2个设定数量周波的数据缓存中，暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块和谐波分析模块共同从这2个数据缓存中提取数据进行分析，在一片缓存区中包含多个暂态分析的半周波数据，每次采样模块完成半周波采样后暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块立即进行暂态分析，每次当采样模块存满一个采样缓存区时谐波分析模块提取这个缓存区的数据进行谐波分析。

作为本发明的进一步改进，所述谐波分析模块在采样模块采集满设定数量周波采样数据后，开始进行谐波的分析，谐波分析模块分析出的基波分量的实部和虚部传送给基波过零同步半波有效值计算模块。

作为本发明的进一步改进，所述设定数量周波为额定频率为50Hz时为10周波，或者额定频率为60Hz时为12周波。

作为本发明的进一步改进，在所述暂态启动结束判断以及残压持续时间计算模块，暂态开始和结束时刻的计算方法为：根据当前半波采样最后一点的时刻以及当前相别基波过零点的位置计算基波过零点的时刻，具体计算公式如下：

其中T_start/end为启动结束时刻，T_half为半周波采样结束时刻的时间，f为系统频率，N_half为半周波采样点数，N_zero为基波过零点的位置，持续时间由结束时间减去开始时间得到。

本发明还提供了一种A级电压暂态监测方法，包括暂态启动结束判断与特征值计算步骤，在所述暂态启动结束判断与特征值计算步骤中包括依次执行如下步骤：

获取步骤，获取三相基波过零同步半波有效值以及基波过零点位置；

排列步骤，根据三相基波过零点的位置排列三相的判断顺序；