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高精度继电保护采样系统设计

材料写作网    时间: 2020-07-04 04:34:04     阅读:

摘要:对继电保护采样系统的精度进行分析,重点分析互感器的电路设计,信号通道上滤波电路的设计和AD7865外围电路的设计,以及FFT算法在信号采样中的应用。

关键词:滤波精度;FFT算法

中图分类号:TP316文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)22-806-03

The High Accuracy Sampling System Design of Relay Protection

YAO Hong-Wei,CHEN Yun-Zi,ZHONG Rui

(National ASIC System Engineering Center, Southeast University, Nanjing 210096, China)

Abstract:the article is analyzing the accuracy of sampling system about the relay protection. The key is analyzing the circuit of the mutual inductance device, the circuit of the filter from the signal channels,the periphery circuit of AD7865, and the applying of the FFT arithmetic in the signal sampling.

Key words:filter;accuracy;FFT arithmetic

1 引言

基于数字信号处理的电量测量需要确定两个相互影响的关键因素:信号采集和DSP算法。信号采集是将电力系统中的物理信号(连续模拟量)按特定格式转换成能被计算机处理的离散数字量,涉及到信号同步、变间隔或定间隔采样、采样频率等基本概念。DSP算法包括数值理论和算法。

2 继电保护的系统构架

继电保护系统采用如图1的硬件框图。交流电压、电流信号经过互感器变换成正负10V内的模拟连续信号,经电子开关MPC509选通交予AD7865转换成数字信号 。DSP通过CONVERT控制AD采样频率,AD通过BUSY信号向DSP申请中断,从而DSP对这些数据进行FFT运算。CPU采用SEP3203通过双口RAM与DSP进行交换数据。GPIO,键盘,LCD均有SEP3203引出。

2.1交流采样原理

理想的交流电气信号是周期量,对于任何周期函数有

其有效值F为

式中 T”” 周期

t0”” 起始时间

实际上计算机处理的都是离散信号,对于周期为T的信号,在一个周期内等间隔采样N 点,得到N个采样点的离散信号,f0,f1,f2,·fN-1。根据各种不同的数字算法,计算机可以算得它的各个特征值。对于离散采样的交流电流信号,其有效值可表示为

同样对于电压信号,其有效值可表示为

而有功功率可表示为

无功功率表示为

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