第二章交流数据采集及处理.ppt

一、滤波 交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因是： 模拟式滤波器往往采用简单的RC电路进行滤波。若希望将较低次谐波滤除，需将转折频率设置较低，我们希望完整保留的基波也将有一定的衰减，造成有用信息的损失和测量精度降低。因此模拟式的滤波器设计的出发点是滤除较高次谐波，而放弃对较低次谐波的滤除。 一、滤波 交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因是： 根据采样定理，对某个f频率的信号进行采样,采样脉冲频率fc必须满足 fc≧2f 由于在电力系统交流量测量时，往往需要同时对多路的交流量进行采集。由于同时被采集量的个数与交流一周期采样次数成反比关系，在被采集量的个数较多情况下，交流一周期采样次数N不可能很大，即不可能有效采集到完整的高次谐波信息，也就不能通过较简单的算法将高次谐波去除。 一、滤波 交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因： 一、滤波 （一）模拟式滤波 作用是消除掉输入信号中的干扰（包括较高次谐波），保留有用信号，一般采用简单而有效的RC低通滤波器构成。滤波器同时还作浪涌电压保护，防止浪涌电压进入通道内部，破坏信息处理设备。 （一）模拟式滤波 传递函数为 频率特性为 （二）数字式滤波 （2）非递归滤波 举例：设一模拟信号 要求保留的基波部分，滤除的谐波（7次）部分。 （2）非递归滤波 若对采样，采样频率=3500Hz，则对于基波，每周期有70个采样值；对于7次谐波，则每周期有10个采样值。现将相对于基波一周期的70个采样值分成7组，每组10个采样值求取平均值。 令y(k)是x(t)连续10个采样值的平均值，即 （2）非递归滤波 为两个分量组成，因此可有 由于是350Hz的正弦波，采样频率为3500Hz，恰好是每周期10次采样，因而计算式中的第二部分必然等于零。 对于50Hz的基波，上述计算可得到7个分组值，每个分组值恰好分别等于对基波进行每周期7次采样的各个采样值，并且不包含任何7次谐波成分。 。 （3）傅氏级数计算与滤波 对于任何周期函数的信号u（t）、i（t）都可以分解为含有直流分量及各种谐波分量的傅氏级数。 用正弦和余弦基波函数与上式相乘，根据正交理论，可以提取基波量。 第二章 交流数据采集与处理 第二章 交流数据采集与处理 张永健 实现对电网的监视和控制 表征电网实时运行状态的遥测量值和遥信状态采集与传送 对这些信息进行适当的加工处理，形成控制电网安全、稳定和经济运行的遥控、遥调命令。 直流采样 整流、二进制转换 交流采样 一周期多次采样、转换、计算 电能数据采集 脉冲与计数 二、互感器 高电压、大电流测量 传统电压互感器和电流互感器输出交流电压0~100V，交流电流0~5A，经中间变换器变换 为低电压。 电子式互感器直接变换到数据变换设备所规定的低电压。 （一）电流互感器 1。电磁式电流互感器 1。电磁式电流互感器 二次侧处于近似于短路 比值误差和角误差 磁饱和 、铁磁谐振、动态范围小 2。电子式电流互感器 国际电工委员会发布的电子式电流互感器标准为 IEC60044．8 我国等同采用并转化为相应的国标 GB20840．8-2007 2。电子式电流互感器 （1）罗氏线圈电流互感器 Rogowski线圈为一空心环形线圈，二次绕组缠绕在非磁性骨架上，被测电流垂直穿过线圈中心，根据电磁感应原理可以得到线圈输出电压 2。电子式电流互感器 （1）罗氏线圈电流互感器 （1）罗氏线圈电流互感器 电磁感应原理 μ0----真空磁导率 D-----匝数密度，匝数/m S-----二次绕组导线面积，m2 dI/dt-----一次电流对时间的导数 H----电感系数，h （1）罗氏线圈电流互感器 没有铁心，没有非线性影响，如饱和等问题,因为没有饱和，动态范围大 。 （1）罗氏线圈电流互感器 输出电压正比于电流对时间的导数，须积分后才可以还原电流波形，高压侧存在积分器和采样变换回路 ，线圈材质易受环境温度影响变形 。 （2）光学电流互感器（OCT） Faraday磁光效应 光的偏振面受到外加磁场的作用而产生旋转的现象。 磁场的方向与光的传播方向平行，线性偏振光通过置于磁场中的法拉第旋光材料后，出射线性偏振光与入射线性偏振光的偏振面将产生旋转角。 （2）光学电流互感器（OCT） （2）光学电流互感器（OCT） v----材料的Verdet常数 H----磁场强度 L----通过法拉第磁光玻璃的光程 （2）光学电流互感器（OCT） 测得线偏振光的旋转角度θ就可以求