一种远程非同步的工频信号相位差测量方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种相位差测量方法，特别是涉及一种远程非同步的工频信号相位差 测量方法及系统。
【背景技术】
[0002] 所谓工频信号指的是频率为50Hz或60Hz的电压/电流周期信号。所谓工频信号 的初相角，指的是对于一周期信号f(t) = f(t+kT)，其中：k e Z为整数，T为周期；初相角
式中：h为离原点最近的过零点；所谓工频信号相位差指的是两个工频信号初 相角之差。
[0003] 工频信号的相位差测量在信号分析、电路参数测试、电工技术、电力系统等许多领 域应用广泛。常用的相位差测量方法可分为模拟测量法和数字测量法两种，模拟测量法直 接对被测信号波形或变换波形进行测量获取相位差信息，数字测量法采用数字采样技术获 取被测信号的数字序列然后进行相应的信号处理提取出相位差信息。
[0004] 工程应用时，被测的两个工频信号往往存在距离较远的情况，如测量容性设备的 介损角、氧化锌避雷器的阻性电流时需要测量母线电压互感器PT的电压信号和被测设备 的电流信号，这时采用常规的方法进行测量，拖线长，信号易损耗和被干扰，并且工程施工 较为复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种远程非同步的工频信号相位差测量方法及系统。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种远程非同步的工频信号相位差测量方 法，包括：获得第一被测工频信号与市电参考信号的第一相位差，以及第二被测工频信号与 市电参考信号的第二相位差，且通过第一、第二相位差获得第一、第二被测工频信号的相位 差。
[0007] 进一步，所述第一、第二相位差的获取方法相同，即通过等间隔同步采样的方式获 取第一被测工频信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对相应N个采样数据分别通过谐 波分析方法分别获取第一被测工频信号、市电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的 差值即为第一相位差。
[0008] 进一步，所述等间隔同步采样的方式，即在一个周期内分别对被测信号、市电信号 进行同步采样，获得所述N个采样数据，且采样频率为fs = Nf，其中N多64。
[0009] 又一方面，为了解决同样的技术问题，本发明还提供了一种远程非同步的工频信 号相位差测量系统。
[0010] 本工频信号相位差测量系统，包括：电路结构、且功能相同的第一、第二双通道测 量单元，所述第一、第二双通道测量单元适于分别获取第一、第二被测工频信号分别与市电 参考信号的第一、第二相位差，且将第一、第二相位差发送至主处理器模块，以获得第一、第 二被测工频信号的相位差。
[0011] 进一步，所述第一双通道测量单元包括：适于接通第一被测工频信号的通道CH1 取样电路、与所述通道取样电路相连的通道CH1信号调理电路，以及适于接通市电参考信 号的通道CH3取样装置、与该通道CH3取样装置与测量通道CH3信号调理电路相连，且所述 通道CH1信号调理电路和通道CH3信号调理电路分别通过同步ADC与处理器模块相连；所 述处理器模块适于通过等间隔同步采样的方式获取第一被测工频信号、市电参考信号的N 个采样数据，然后对所述N个采样数据通过谐波分析方法分别获取第一被测工频信号和市 电参考信号的基波谐相角，且两基波谐相角的差值即为第一相位差。
[0012] 本发明的有益效果是，本发明工频信号相位差的测量方法可以实现远程非同步的 相位差测量，解决了工程应用中两个被测信号距离较远拖线施工不便的难题，避免长距离 信号传输畸变的弊端，从而降低基于相位差技术的电力设备状态监测、信号采集与分析、通 信、自动控制等领域测量系统的施工难度、提高相关测量系统的质量和状态判断的有效性。 本发明有助于电力设备状态监测、信号采集与分析、通信、自动控制等领域全数字的获得更 加精确的工频信号相位差信息。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014] 图1是本发明的工频信号相位差测量方法的流程图；
[0015] 图2是本发明的工频信号相位差测量系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0016] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0017] 名词定义：所谓远程指的是该方法不需要拖线或无线方法就可以测量距离较远的 两个工频信号的相位差；所谓非同步指的是不需要时间上严格同时对两个工频信号进行测 量。该方法可获得高精度的相位差测量结果，从而提高基于相位差技术的电力设备状态监 测、信号采集与分析、通信、自动控制等领域仪器设备的质量。
[0018] 实施例1
[0019] 如图1所示，本发明的一种远程非同步的工频信号相位差测量方法，包括：
[0020] 步骤S1，获取第一、第二相位差，即获得第一被测工频信号与市电参考信号的第一 相位差妁，以及第二被测工频信号与市电参考信号的第二相位差妁；
[0021] 步骤S2,通过第一、第二相位差获得第一、第二被测工频信号的相位差，即 (p=(pr(p2〇
[0022] 具体的，所述第一、第二相位差的获取方法相同，即通过等间隔同步采样的方式获 取第一被测工频信号、市电参考信号的N个采样数据，然后对相应N个采样数据分别通过谐 波分析方法分别获取第一被测工频信号、市电参考信号的基波谐相角即妁i、且两基 波谐相角的差值为第一相位差妁，即妁=内厂灼i?。
[0023] 进一步，所述等间隔同步采样的方式，即根据工频信号频率，在一个周期内分别对 被测信号、市电信号进行同步采样，获得所述N个采样数据，且采样频率为fs = Nf，其中 N 彡 64〇
[0024] 实施例2
[0025] 在实施例1基础上，如图2所示，本发明还提供了一种远程非同步的工频信号相位 差测量系统，包括：电路结构、且功能相同的第一、第二双通道测量单元，所述第一、第二双 通道测量单元适于分别获取第一、第二被测工频