[发明专利]一种交流电流、电压同步采样系统及其采样方法

说明书

本发明提出了一种交流电流、电压同步采样系统及方法，包括处理芯片、交流取样模块、信号调理模块、交流A/D转换模块，所述处理芯片上连接有脉冲同步信号，交流取样模块与所述信号调理模块连接，所述信号调理模块与所述交流A/D转换模块信号连通，该模块可以根据GPS时钟同步采样三相交流电压、电流信号量值；并且通过算法，实现电压、电流有效值、有功功率有效值计算，从而实现对多台异地分布的采集装置，同步采集计算交流电流、电压、功率、电能等量值。

技术领域

本发明涉及电力系统检测技术领域，尤其涉及交流电流、电压同步采样系统 及其采样方法。

背景技术

传统的交流电流、电压采样直接为非同步采样，电压、电流通道由于元器件 属性不同，存在采样不同步问题，尤其是在异地分布的电压、电流采样装置，其 基本无法实现同步采样。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种交流电流、电压同步采样系统，包 括处理芯片、交流取样模块、信号调理模块、交流A/D转换模块，所述处理芯片 上连接有脉冲同步信号，交流取样模块与所述信号调理模块连接，所述信号调理 模块与所述交流A/D转换模块信号连通。

优选的，所述处理芯片和所述交流A/D转换模块之间设有磁偶隔离芯电路。

优选的，所述处理芯片为ARM芯片。

优选的，所述交流取样模块包括电压取样电路和电流取样电路。

优选的，所述电压取样电路包括第一放大器，所述第一放大器的正相输入端 上连接有电阻分压电路，并连接有继电器控制量程。

优选的，所述流取样电路包括第二放大器，所述第二放大器的正相输入端和 反向输入端连接有电流互感器，所述电流互感器输入端连通有电流信号。

优选的，所述信号调理模块为三阶巴特沃斯有源低通RC滤波电路。

一种交流电流、电压同步采样方法，包括以下步骤：

S1：对信号进行256个点的取样；

S2：通过FFT得到的参数存进相应的数组移动平均，将计算次数加1；

S3：判断计算次数是否达到平均次数，当达到平均数后；

S4：将存好的相关参数进行移动平均，得到各相以及各次谐波的电压值以及 相角；

S5：对移动平均后的相位针对1pps时延进行修改，将计算完成标志置位， 上传数据。

优选的，设被测信号的周期为T，采样间隔为T_S，一个周期采样点数为N， 微控制器最小定时间隔为T_min，每个采样间隔的截断误差为δ，那么一个周期产 生的累积误差ΔT＝T-N×T_S＝N×δ<N×T_min，因此一个周期内的最大误差 为N×T_min。

优选的，在采样的过程中，设置一个累加器S，用于累加截断误差的和，S 的初值ΔT₀为0，第i次采样的时候，S的值为ΔT_i＝ΔT_i-1+δ。在软件中每次采 样前先比较累加器S与微控制器最小定时间隔T_min，当S≥T_min时，将定时器计 数值加一个T_min，否则定时器计数值保持不变。

本发明提出的交流电流、电压同步采样系统及方法以下有益效果：该模块可 以根据GPS时钟同步采样三相交流电压、电流信号量值；并且通过算法，实现电 压、电流有效值、有功功率有效值计算，从而实现对多台异地分布的采集装置， 同步采集计算交流电流、电压、功率、电能等量值。

附图说明