基于dsp間諧波檢測儀器及其檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于DSP間諧波檢測儀器及其檢測方法，其結構為，三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互感器連接濾波電路；濾波電路的輸出端分別連接過零比較電路和A/D采樣電路；過零比較電路的輸出端連接選相合閘電路，選相合閘電路的輸出端連接鎖相倍頻電路，鎖相倍頻電路的輸出端連接A/D采樣電路，A/D采樣電路的輸出端連接DSP芯片。本發明可以對電網的間諧波進行測試，并且測試精確、快速，達到預期目標，對防止設備遭受間諧波的損害起到作用，并為間諧波的治理工作提供依據。
【專利說明】基于DSP間諧波檢測儀器及其檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力系統檢測儀器，尤其涉及一種基于DSP間諧波檢測儀器及其檢測方法，屬于智能變電站【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子裝置等非線性元件在電網中的廣泛使用，電網中除了產生基頻的整數倍頻率的諧波外，還可能產生基頻非整數倍頻率的間諧波，如1/2、1/3、1/4工頻諧波。間諧波會給電網帶來一些新的問題，如次同步振蕩，電壓波動和閃變。
[0003]間諧波會造成如電氣設備過熱和使用壽命降低；造成濾波器諧振、過負荷，引起通訊干擾；還會造成過零工作的數字繼電器誤動作；間諧波能使電動機和變壓器的噪聲和振動增大；間諧波能使電壓互感器發生分頻諧振，導致互感器或避雷器爆炸事故。
[0004]現有技術中，檢測間諧波的方法主要有FFT方法、小波分析法、AR法及神經網絡法等，FFT方法應用比較普通，但容易頻譜泄漏；小波分析法容易出現混頻現象，而AR法及神經網絡法等受外界干擾比較大。變電站經常發生電壓互感器和所帶的避雷器爆炸事故，懷疑由間諧波造成的分頻諧振引起，但是現有技術中間諧波檢測儀器不能提取任意頻次的間諧波信號，所以無法使用儀器進一步進行驗證。
【發明內容】
[0005]本發明針對上述現有技術中存在的問題，提供了一種基于DSP間諧波檢測儀器，將HHT (Hilbert-Huang Transform, HHT)變換用于間諧波檢測中，解決了現有技術中無法提取任意頻次的間諧波信號的問題。
[0006]本發明的另一目的在于提供一種基于DSP間諧波檢測儀器的檢測方法。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互感器連接濾波電路；濾波電路的輸出端分別連接過零比較電路和A/D采樣電路；過零比較電路的輸出端連接選相合閘電路，選相合閘電路的輸出端連接鎖相倍頻電路，鎖相倍頻電路的輸出端連接A/D采樣電路，A/D采樣電路的輸出端連接DSP芯片。
[0009]所述的A/D采樣電路選用ADSl 178芯片。
[0010]所述的DSP芯片為TMS320VC5509A芯片。
[0011]所述的DSP芯片輸出端連接RS232接口、鍵盤輸入口及顯示器。
[0012]本發明檢測方法的步驟如下:
[0013]步驟1，將電網三相電流、三相電壓分別通過電流互感器、電壓互感器發送至濾波電路；濾波電路將接收的電流、電壓模擬信號輸入至A/D采樣電路，A/D采樣電路將電流、電壓模擬信號轉換為數字信號輸出給DSP芯片；
[0014]步驟2，濾波電路將電壓電流信號送到過零比較電路、選相合閘電路、鎖相環電路；鎖相環電路輸出信號作為A/D采樣電路的采樣時鐘進行采樣測頻；同時將HHT變換用于間諧波檢測中；
[0015]步驟3，首先運用EMD對含有間諧波的原信號進行分解得到一組有實際物理意義的固有模態函數MF;
[0016]步驟4，再對IMF分量進行Hilbert變換，從而得到解析式；
[0017]對于任一連續的時間信號X (t)，其Hilbert變換中)定義為:
【權利要求】
1.基于DSP間諧波檢測儀器，其特征在于三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互感器連接濾波電路；濾波電路的輸出端分別連接過零比較電路和Α/D采樣電路；過零比較電路的輸出端連接選相合閘電路，選相合閘電路的輸出端連接鎖相倍頻電路，鎖相倍頻電路的輸出端連接Α/D采樣電路，Α/D采樣電路的輸出端連接DSP芯片。
2.根據權利要求1所述的基于DSP間諧波檢測儀器，其特征在于所述的Α/D采樣電路選用ADSl 178芯片。
3.根據權利要求1所述的基于DSP間諧波檢測儀器，其特征在于所述的DSP芯片為TMS320VC5509A 芯片。
4.根據權利要求1所述的基于DSP間諧波檢測儀器，其特征在于所述的DSP芯片輸出端連接RS232接口、鍵盤輸入口及顯示器。
5.根據權利要求1所述的基于DSP間諧波檢測儀器的檢測方法，其特征在于包括下述步驟: 步驟1，將電網三相電流、三相電壓分別通過電流互感器、電壓互感器發送至濾波電路；濾波電路將接收的電流、電壓模擬信號輸入至Α/D采樣電路，Α/D采樣電路將電流、電壓模擬信號轉換為數字信號輸出給DSP芯片； 步驟2，濾波電路將電壓電流信號送到過零比較電路、選相合閘電路、鎖相環電路；鎖相環電路輸出信號作為 Α/D采樣電路的采樣時鐘進行采樣測頻；同時將HHT變換用于間諧波檢測中； 步驟3，首先運用EMD對含有間諧波的原信號進行分解得到一組有實際物理意義的固有模態函數MF ； 步驟4，再對IMF分量進行Hilbert變換，從而得到解析式； 對于任一連續的時間信號X(t)，其Hilbert變換對O定義為: iu) = ir^/r(4.1)
π t - τ 其反變換為:沖)=丄廣(4.2)
n J-τ — t
將x(t)和雄)組成解析信號: Z(O = x(f) + ix(t) = a(t)e'^n(4.3) 信號的瞬時幅值a(t)為
I 沖)=剛2+袖2]了(4, 4) 瞬時相位COS Φ (t)為 φ(?) = arctan(4.5)
x(t) 瞬時頻率f(t)為 上曼(4.6)
Irt dt 步驟5，利用式(4.4)~(4.6)得到每個模態分量的瞬時幅值和瞬時頻率，實現對諧波和間諧波的檢測，得出間諧波的幅值、 相位和頻率。
【文檔編號】G01R23/165GK103575987SQ201310601158
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】王清昊, 張運山, 陳剛, 王恩路, 趙傳宗, 伍紹勇, 張文廣, 劉傳波, 張華
申請人:國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司撫順供電公司