凱里供電局 肖 彬 方學(xué)智 楊 帆
一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
凱里供電局肖彬方學(xué)智楊帆
在實(shí)際工作中斷路器三相不一致時(shí)間調(diào)整操作流程繁瑣不便并且很容易出錯(cuò),產(chǎn)生設(shè)備損壞。本文設(shè)計(jì)了一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)的裝置,可為三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)提供一個(gè)高效的平臺(tái)。
多種三相不一致;時(shí)間繼電器;校驗(yàn)裝置
在電力系統(tǒng)繼保定檢過程中或者根據(jù)中調(diào)新發(fā)定值的要求,需要進(jìn)行斷路器三相不一致時(shí)間校驗(yàn)及調(diào)整,傳統(tǒng)的校驗(yàn)方法是將三相不一致繼電器拆下后用保護(hù)試驗(yàn)儀進(jìn)行校驗(yàn),由于沒有專用的二次接線,導(dǎo)致接線不方便,存在接觸不良、直流短路風(fēng)險(xiǎn),而且需要多人配合,測(cè)試結(jié)果會(huì)因?yàn)樵囼?yàn)接線不正確或者松動(dòng)導(dǎo)致不準(zhǔn)確,若一旦發(fā)生短路現(xiàn)象,有可能燒壞繼電器,導(dǎo)致工作無法正常進(jìn)行,增加停電時(shí)間,不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。這種傳統(tǒng)方法測(cè)試一個(gè)三相不一致繼電器往往需要半個(gè)多小時(shí)的時(shí)間,工作效率較低。
從實(shí)際工作出發(fā),研發(fā)一種適用于多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)的裝置,有著不同類型的接線方式,能夠適應(yīng)不同類型的三相不一致時(shí)間繼電器,接線方便,測(cè)試效率高,不存在直流短路的風(fēng)險(xiǎn)。新型的多種三相不一致時(shí)間繼電器校驗(yàn)裝置采用16bit高精度同步采樣芯片(A/D),采集多路交流電流量,采用16bit高精度(D/A)輸出精度高的且穩(wěn)定的模擬電流和電壓,采用26萬色TFT液晶屏人機(jī)界面,直觀、快捷、方便的人機(jī)界面;實(shí)現(xiàn)軟件任意可調(diào)電壓電流輸出,輸出范圍:電壓0~220V,電流0~5A;準(zhǔn)確檢測(cè)時(shí)間繼電器的線圈壓降值,檢測(cè)電源電壓、電流,檢測(cè)繼電器動(dòng)作電壓、電流,返回電壓、電流;時(shí)間測(cè)量范圍:1~60000ms , 分辨率:1 ms;精度:≤0.1%, ,測(cè)試時(shí)間從原來的半小時(shí)縮短到5分鐘,大大提高了工作效率。
對(duì)于本校驗(yàn)的裝置測(cè)量可以利用傅里葉變換計(jì)直流分量,從而直接去除了高頻分量,相比傳統(tǒng)的直流平均法,提高了計(jì)算精確度和準(zhǔn)確性,假設(shè)一個(gè)周期函數(shù),只要其滿足狄里赫利理論,則此周期函數(shù)可分解為無窮多個(gè)周期函數(shù)之和,即包含基波和無數(shù)高次諧波之和的三角級(jí)數(shù),如下式所示:
有上式轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換可為:
本裝置采用帶浮點(diǎn)運(yùn)算單元進(jìn)行計(jì)算,主要誤差來源于兩個(gè)方面:1.源器件引入的誤差
主要包含互感器、模擬調(diào)理電路電阻以及AD芯片本身的誤差?;ジ衅骱湍M調(diào)理電路電阻可選用高精度產(chǎn)品來保證精度。這里主要討論數(shù)字轉(zhuǎn)換過程引入的誤差。
在ADC的數(shù)字化過程中,信納比的大小取決于量化級(jí)數(shù),量化級(jí)數(shù)越多,量化噪聲就越小,對(duì)于一個(gè)正弦波輸入的理想N位轉(zhuǎn)換器,信納比理論值計(jì)算公式為(6.02N+1.76)dB,因此此ADC轉(zhuǎn)換器信納比為98dB。
2.非絕對(duì)同步測(cè)量引入誤差
非絕對(duì)同步測(cè)量引入的誤差主要為兩方面原因引起,一個(gè)是實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)頻率并非恒定值,而是由微小的波動(dòng)。第二個(gè)為處理器內(nèi)部計(jì)數(shù)器本身的誤差,這類誤差根源在于電路晶振頻率的不精確引起。對(duì)于晶振臺(tái)的誤差可根據(jù)每臺(tái)裝置實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行校準(zhǔn),已達(dá)到提高精度的目的。因此第一種誤差為測(cè)量誤差主要方面,詳細(xì)分析如下:
利用有效值計(jì)算的積分公式,可得到:
因此,系統(tǒng)啟動(dòng)后,先逐個(gè)采樣數(shù)據(jù),直到采樣值為第一個(gè)過零點(diǎn),則開啟整個(gè)PWM轉(zhuǎn)換時(shí)間信號(hào),并且實(shí)時(shí)計(jì)算信號(hào)頻率,不斷更新轉(zhuǎn)換時(shí)間,由此可盡量避免非絕對(duì)同步采樣引起的誤差,
綜上所述,系統(tǒng)通過自動(dòng)零飄和刻度自動(dòng)校驗(yàn)設(shè)計(jì),以達(dá)到校驗(yàn)的裝置長(zhǎng)期高精度測(cè)量的目的。
電流壓源電路原理如圖1所示:
圖1 電流壓源電路
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