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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
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