一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法及装置与流程

本发明涉及电力装置领域，特别是一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法及装置。

背景技术：

电力装置的数据采集与处理方案均采用“MCU+交流信号有源滤波器+MCU内置或外置A/D转换器”。在应用中，电力装置不但要检出小于交流采集通道量程的交流信号，还需要检出如电力系统故障情况下发生的瞬时大于信号采集通道的交流信号，而过大信号往往会使交流采集通道饱和（含有源滤波器削顶失真或A/D转化器满量程）。电力装置作为电力系统故障监控或主动动作隔离故障的关键设备，它需正确识别上述两种信号并且能正确执行相应动作。

一般电力装置识别超量程交流采集通道信号饱和的方法是：检查A/D转换器采样码值中是否存在最大量程码值（极大值和极小值），这种方法的优点是简单快捷，缺点是不能识别采样通道自身异常，如有源滤波器电路故障、电源故障导致A/D转换器采样码值出现极大值或极小值，在此类情况下，用上述方法则会把采样通道回路故障误识别为被测对象的有效信号，从而引起继电保护装置装置误动作，造成电力线路停电等恶劣事件。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种简单且有效识别交流采集通道信号伪饱和的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法，其特征在于：一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

1）交流采集通道信号经过A/D转换器模数转换后，MCU设定等时间间隔的周期读取每个周波采集的N 点交流信号；

2）通过对采集的N点交流信号FFT运算，得到N点交流信号基波有效值A；

3）若步骤2）中基波有效值A大于继电保护装置动作的设定值，则交流采集通道真饱或信号有效，执行相关动作；若步骤2）中基波有效值A小于继电保护装置动作的设定值，则进一步统计此周波的N 点交流信号中，A/D转换器存在极大值的个数K；

4）若步骤3）中A/D转换器存在极大值的个数K大于0小于N/2，则交流信号通道真饱或信号有效，执行相关动作；若A/D转换器存在极大值的个数K大于N/2，则交流采集通道信号为伪饱和，不处理。

作为上述技术方案的改进，所述交流采集通道包括有源调理电路和和内置A/D转换器的MCU，所述交流采集通道输入端与交流信号源连接，所述有源调理电路包括依次连接的无源低通滤波器、电压跟随器、直流偏置电路和比例放大器。

作为上述技术方案的改进，所述交流采集通道采集信号的具体步骤为：交流信号首先经无源低通滤波器后，进入电压跟随器实现交流信号源输出阻抗和A/D转换器输入阻抗匹配，交流信号经直流偏置电压抬升为直流信号后进入比例放大器线性调制，最后进入MCU内置的A/D转换器进行模数转换。

作为上述技术方案的改进，所述步骤4）中若A/D转换器存在极大值的个数K大于N/2且此时的基波有效值A几乎为零，则交流采集通道信号为伪饱和。

一种识别交流采集通道信号伪饱和的装置，其特征在于：包括交流采集通道，所述交流采集通道包括有源调理电路和和内置A/D转换器的MCU，所述交流采集通道输入端与交流信号源连接，所述有源调理电路包括依次连接的无源低通滤波器、电压跟随器、直流偏置电路和比例放大器；

电压跟随器，用于实现交流信号源的输出阻抗和A/D转换器输入阻抗匹配；

直流偏置电路，用于把被测交流信号抬升为直流信号，从而实现与A/D转换器接口匹配；

比例放大器，用于对直流偏置电路中抬升的信号进行线性调制并输出给MCU；

MCU，用于对比例放大器输出的信号进行模数转换，识别交流采集通道信号伪饱和。

本发明的有益效果有：

本发明一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法及装置，通过分析交流信号特征、有源调理电路常见故障特点，利用A/D转换器极大值点数量、基波有效值A组合来识别交流采集通道信号饱和真伪。本方法简单实用，解决传统方法无法识别因交流信号调理回路故障导致的超量程信号真伪。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是本发明的电路框图。

具体实施方式

参考图1和图2，一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法，本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法，其特征在于：一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

1）所述交流采集通道包括有源调理电路和和内置A/D转换器的MCU，所述交流采集通道输入端与交流信号源连接，所述有源调理电路包括依次连接的无源低通滤波器、电压跟随器、直流偏置电路和比例放大器；交流信号首先经无源低通滤波器后，进入电压跟随器实现交流信号源输出阻抗和A/D转换器输入阻抗匹配，交流信号经直流偏置电压抬升为直流信号后进入比例放大器线性调制，最后进入MCU内置的A/D转换器进行模数转换；交流采集通道信号经过A/D转换器模数转换后，MCU设定等时间间隔的周期读取每个周波采集的N 点交流信号；

2）通过对采集的N点交流信号FFT运算，得到N点交流信号基波有效值A；

3）若步骤2）中基波有效值A（本身已滤除直流分量）大于继电保护装置动作的设定值，则交流采集通道真饱或信号有效，执行相关动作；若步骤2）中基波有效值A小于继电保护装置动作的设定值，则进一步统计此周波的N 点交流信号中，A/D转换器存在极大值的个数K；

4）若步骤3）中A/D转换器存在极大值的个数K大于0小于N/2，则交流信号通道真饱或信号有效，执行相关动作；若A/D转换器存在极大值的个数K大于N/2，则交流采集通道信号为伪饱和，不处理。

作为上述技术方案的改进，所述步骤4）中若A/D转换器存在极大值的个数K大于N/2且此时的基波有效值A几乎为零，则交流采集通道信号为伪饱和。本方法中的A/D转换器为单极性A/D转换器。

参考图2，一种识别交流采集通道信号伪饱和的装置，其特征在于：包括交流采集通道，所述交流采集通道包括有源调理电路和和内置A/D转换器的MCU，所述交流采集通道输入端与交流信号源连接，所述有源调理电路包括依次连接的无源低通滤波器、电压跟随器、直流偏置电路和比例放大器；

电压跟随器，用于实现交流信号源的输出阻抗和A/D转换器输入阻抗匹配；

直流偏置电路，用于把交流信号抬升为直流信号，从而实现与A/D转换器接口匹配；

比例放大器，用于对直流偏置电路中抬升的信号进行线性调制并输出给MCU；

MCU，用于对比例放大器输出的信号进行模数转换，识别交流采集通道信号伪饱和。本装置中A/D转换器为单极性A/D转换器。

本发明一种识别交流采集通道信号伪饱和的方法及装置，通过分析交流信号特征、有源调理电路常见故障特点，利用A/D转换器极大值点数量、基波有效值A组合来识别交流采集通道信号饱和真伪。本方法简单实用，解决传统方法无法识别因交流信号调理回路故障导致的超量程信号真伪。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。