交直流电源故障分析仪及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及故障分析仪器，尤其是涉及一种交直流电源故障分析仪及其检测方法。
【背景技术】
[0002]仪器仪表、通信设备、监控设备的供电系统一般是由市电、交流稳压电源、在线式UPS电源、直流开关电源等环节组成。如果有供电系统不稳定、波动大，电源的谐波含量过高，纹波系数过大，过压、欠压等异常情况出现时，将会影响系统的稳定性和可靠性。
[0003]随着工业发展和居民用电设备的增多，谐波危害日益严重，主要表现为谐波使设备产生附加损耗，降低用电设备的效率;同时谐波还可能引起过电压或过电流使电容器、电缆过热，绝缘老化，寿命缩短，易发生火灾。电源产生谐波的主要原因，一是开关电源中普遍采用电容滤波型桥式整流电路，造成输入电流波形畸变;二是电源电路中的开关器件(二极管、三极管)及感性负载工作于高频开关状态而产生尖峰脉冲。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种可解决判断电源故障是否异常的一种交直流电源故障分析仪。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种交直流电源故障的检测方法。
[0006]所述交直流电源故障分析仪设有MCU、电源模块、128倍频电路、模数转换器、时钟电路、按键、外部数据存储器、LCD显示器、声光报警器、状态指示灯、低通选频滤波器、电压互感器、运放电路；
[0007]所述MCU与电源模块、模数转换器、时钟电路、按键、外部数据存储器连接;运放电路与低通选频滤波器连接;模数转换器与128倍频电路、低通选频滤波器连接；电压互感器与运放电路连接;所述MCU与LCD显示器、声光报警器、状态指示灯连接;所述电压互感器外接交流电源;所述运放电路外接直流电源。
[0008]本发明可分别对交流电源或直流电源的运行状况进行实时测量分析，当发现故障情况时，电源故障分析仪会通过声光方式报警，并显示故障的类别。
[0009]所述交直流电源故障的检测方法，包括以下步骤:
[0010]步骤1，与标准电压参考值比较，判断电信号的电压值是否正常;若异常，则直接发出故障报警信号，显示过压或欠压的状态指示灯;若正常，则进入步骤2;
[0011]步骤2，产生同步于电信号的128倍频脉冲信号，控制模数转换器对电信号进行等间隔采样128次；
[0012]步骤3，对数据采集结果进行预处理，然后调用FFT变换子程序对数据进行FFT变换，上述过程共循环进行8次；
[0013]步骤4，通过数字滤波，去除步骤3FFT变换后的极大值和极小值，再取平均值，然后计算出各次谐波的含量与畸变系数；
[0014]步骤5，与正常工况下的标准参考值对比，判断电信号是否正常，若电信号畸变系数过大，超过设定值，则发出相对应的电源故障声光报警信号，并显示电源故障状态指示灯。
[0015]本发明的突出技术效果如下:
[0016]1、电源故障分析仪对直流电源或交流电源均可适用。
[0017]2、可检测出市电、稳压电源、UPS电源、开关电源等电压信号中各次谐波的含量及信号畸变系数。
[0018]3、对异常情况，可显示故障的类别并发出声光报警。
【附图说明】
[0019]图1为本发明所述交直流电源故障分析仪实施例的结构组成框图。
[0020]图2为本发明交直流电源故障的检测方法流程框图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下实施例将结合附图对本发明作详细说明:
[0022]如图1所示，本发明所述交直流电源故障分析仪实施例设有MCU1、电源模块2、128倍频电路3、模数转换器4、时钟电路5、按键6、外部数据存储器7、LCD显示器8、声光报警器9、状态指示灯10、低通选频滤波器11、电压互感器12、运放电路13;
[0023]所述Μ⑶1与电源模块2、模数转换器4、时钟电路5、按键6、外部数据存储器7连接；运放电路13与低通选频滤波器11连接;模数转换器4与128倍频电路3、低通选频滤波器11连接；电压互感器12与运放电路13连接;所述MCU1与IXD显示器8、声光报警器9、状态指示灯10连接;所述电压互感器12外接交流电源14;所述运放电路13外接直流电源15。
[0024]本发明可对交直流电源的运行状况进行实时测量分析，当发现故障情况时，电源故障分析仪会通过声光方式报警，并显示故障的类别。如图2所示，交直流电源故障的检测方法包括下述步骤:
[0025]步骤1，与标准电压参考值比较，判断电信号的电压值是否正常;若异常，则直接发出故障报警信号，显示过压或欠压的状态指示灯;若正常，则进入步骤2;
[0026]步骤2，产生同步于电信号的128倍频脉冲信号，控制模数转换器对电信号进行等间隔采样128次；
[0027]步骤3，对数据采集结果进行预处理，然后调用FFT变换子程序对数据进行FFT变换，上述过程共循环进行8次；
[0028]步骤4，通过数字滤波，去除步骤3FFT变换后的极大值和极小值，再取平均值，然后计算出各次谐波的含量与畸变系数；
[0029]步骤5，与正常工况下的标准参考值对比，判断电信号是否正常，若电信号畸变系数过大，超过设定值，则发出相对应的电源故障声光报警信号，并显示电源故障状态指示灯。
【主权项】
1.交直流电源故障分析仪，其特征在于设有MCU、电源模块、128倍频电路、模数转换器、时钟电路、按键、外部数据存储器、LCD显示器、声光报警器、状态指示灯、低通选频滤波器、电压互感器、运放电路； 所述MCU与电源模块、模数转换器、时钟电路、按键、外部数据存储器连接;运放电路与低通选频滤波器连接;模数转换器与128倍频电路、低通选频滤波器连接；电压互感器与运放电路连接;所述MCU与LCD显示器、声光报警器、状态指示灯连接;所述电压互感器外接交流电源;所述运放电路外接直流电源。2.交直流电源故障的检测方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1，与标准电压参考值比较，判断电信号的电压值是否正常;若异常，则直接发出故障报警信号，显示过压或欠压的状态指示灯;若正常，则进入步骤2; 步骤2，产生同步于电信号的128倍频脉冲信号，控制模数转换器对电信号进行等间隔采样128次； 步骤3，对数据采集结果进行预处理，然后调用FFT变换子程序对数据进行FFT变换，上述过程共循环进行8次； 步骤4，通过数字滤波，去除步骤3FFT变换后的极大值和极小值，再取平均值，然后计算出各次谐波的含量与畸变系数； 步骤5，与正常工况下的标准参考值对比，判断电信号是否正常，若电信号畸变系数过大，超过设定值，则发出相对应的电源故障声光报警信号，并显示电源故障状态指示灯。
【专利摘要】交直流电源故障分析仪及其检测方法。分析仪设有MCU、电源模块、128倍频电路、模数转换器、时钟电路、按键、外部数据存储器、LCD显示器、声光报警器、状态指示灯、低通选频滤波器、电压互感器、运放电路。检测方法：1)与标准电压参考值比较，判断电信号是否正常；若异常则报警；若正常则进入2)；2)产生同步于电信号的128倍频脉冲信号,控制转换器对电信号等间隔采样；3)对数据采集结果预处理,调用FFT变换子程序对数据进行FFT变换，共循环8次；4)通过数字滤波去除FFT变换后的极值，再取平均值,计算出各次谐波含量与畸变系数；5)与标准参考值对比，判断电信号是否正常，若畸变系数过大，则报警并显示。
【IPC分类】G01R31/40
【公开号】CN105445674
【申请号】CN201510937844
【发明人】谢路生, 陈晓玉, 李继芳, 林春, 王磊, 胡天林, 林育兹
【申请人】厦门大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月16日