一种新型谐波分析仪制造技术

本发明专利技术公开了一种新型谐波分析仪，包括：CT/PT变送单元，用于将输入的电压或电流信号线性变换为5mA的电流信号，并对信号进行相位补偿；A/D数模采样单元，用于对CT/PT变送单元输出的电流信号进行每周波采样；CPU运算处理单元，用于对A/D数模采样单元输出的数字量，进行多点数CPU变换运算；将数模采样单元输出的数字量进行数据分析存储，变换处理后的数据用于控制单元进行控制运算；控制单元，用于控制A/D采样单元的采样频率和采样的启动及停止；以及PLL锁闭环电路的输出频率计算；显示单元，用于系统信息的显示；网络接口单元，用于为谐波分析仪提供网络通信。本发明专利技术产品成本低廉，结构紧凑，抗干扰性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种新型谐波分析仪。
技术介绍
节能减排提高能源的可利用率已成为我们日常社会大环境影响下所不可或缺的东西。节能技术推广以及自动化技术的应用，电力电子装置的大量使用，各式各样的变频产品的运用数量日益增多，随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。谐波的不规律出现首先会增加电能能耗，缩短设备的使用寿命，其次也很容易造成用电事故，影响正常的安全生产。因此，消除谐波污染，把谐波含量控制在可允许得范围之内，已成为目前供电方和用电方所必需要面对的问题以及如何解决。就目前所存在的电力系统中的谐波源，不但类型多，而且分布广，用户电网中的谐波电流可能来自本身的非线性设备，也可能来自外线路，如不加以区分将给谐波治理造成困难。因此进行谐波治理之前，必须要了解电网中谐波的类型以及含量，即必须进行谐波的测试。一种新型谐波分析仪的出现想必能对谐波的治理起到举足轻重的作用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种新型谐波分析仪。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型谐波分析仪，包括：CT/PT变送单元，用于将输入的电压或电流信号线性变换为5mA的电流信号，并对信号进行相位补偿；所述CT/PT变送单元包括CT/PT传感器、存储器、AD采样电路、运算电路，所述CT/PT传感器与存储器连接，存储器分别连接AD采样电路和运算电路；输入信号经CT/PT传感器与存储器分别经过AD采样电路和运算电路后的输出数据整合输出，两部分数据分别进行对比和筛选。若两部分数据相同，则输出进行组合，若两部分数据不同，则输出单独存放。CT/PT传感器单元是该系统的关系环节之一，其性能直接决定整个系统能达到的精度等级。对其性能的主要要求有非线性度、相移、线性范围、小信号响应和高频衰减。非线性度、相移、线性范围是最基本的性能指标，按照该系统的精度要求，非线性度必须小于0.1%；相移必须小于5'；线性范围必须大于系统的输入范围并20%的裕量。小信号响应主要针对于CT，因输入电流从0～15A变化，当输入电流非常小时仍然需要精确变换，因此对CT的小信号性能要求较高。A/D数模采样单元，用于对CT/PT变送单元输出的电流信号进行每周波采样后精确的转变成数字量；CPU运算处理单元，用于对A/D数模采样单元输出的数字量，进行多点数CPU变换运算；主要功能是把数字量转变成模拟的器件的信号控制量。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。Cpu运算处理单元将数模采样单元输出的数字量进行数据分析存储，处理后的数据用于控制单元进行控制运算，控制单元，用于控制A/D采样单元的采样频率和采样的启动及停止；以及PLL锁闭环电路的输出频率计算；显示单元，用于系统信息的显示；网络接口单元，用于为谐波分析仪提供网络通信；本专利技术产生的有益效果是：本专利技术产品经实际测试，其基波幅值误差小于0.5%，谐波幅值误差小于4%，相位误差小于0.3%，其精度满足GB/T 17626.7规定的A级测量仪器精度要求。该产品成本低廉，结构紧凑，抗干扰性强。实际应用中，用户可按实际需求在变电站二次侧任意设置谐波监测点，并可通过局域网或RS485接口方便地接入变电站管理系统中，从而能有效实现对线路谐波的监测。 谐波的监测能够更直观地反应出谐波的类型以及数量从而能以便维护人员对谐波进行分析。减少谐波的出现是很难实现的，从谐波的源头发现问题进行治理。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例的接口电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种新型谐波分析仪，包括：CT/PT变送单元，用于将输入的电压或电流信号线性变换为5mA的电流信号 ，并对信号进行相位补偿；所述CT/PT变送单元包括CT/PT传感器、存储器、AD采样电路、运算电路；运算电路的组成如下，集成运放是一个已经装配好的高增益直接耦合放大器，加接反馈网络以后，就组成了运算电路。运算电路是用于高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合的放大电路。A/D数模采样单元，用于对CT/PT变送单元输出的电流信号进行每周波采样 ；CPU运算处理单元，用于对A/D数模采样单元输出的数字量，进行多点数CPU变换运算；控制单元，用于控制A/D采样单元的采样频率和采样的启动及停止；以及PLL锁闭环电路的输出频率计算；显示单元，用于系统信息的显示；网络接口单元，用于为谐波分析仪提供网络通信。CT/PT单元是该系统的关系环节之一，其性能直接决定整个系统能达到的精度等级。对其性能的主要要求有非线性度、相移、线性范围、小信号响应和高频衰减。非线性度、相移、线性范围是最基本的性能指标，按照该系统的精度要求，非线性度必须小于0.1%；相移必须小于5'；线性范围必须大于系统的输入范围并20%的裕量。小信号响应主要针对于CT，因输入电流从0～15A变化，当输入电流非常小时仍然需要精确变换，因此对CT的小信号性能要求较高。高频衰减指标主要对高次谐波，通常传感器对于高频率信号有较强的衰减作用，表现为低通滤波器。而本系统最高需对2.5kHz信号进行采样分析，因此高频衰减也是非常重要的指标不。本系统按照以上指标选用高性能CT/PT传感器，满足系统的精度要求。A/D采样单元采用了MAX125高速8通道14位同步A/D采样芯片，该芯片具有8个采样通道，可以时对4个通道进行扫描采样，每个采样周期只需对该芯片进行两次读操作便能完成8个通道的采样。A/D转换使用逐次逼进去，采样总速率为250kHz，4通道同步扫描采样时单个通道的采样速率大于30kHz，远远超过本系统对16个通道同步采样的速率要求。该芯片通过内部集成的多路开关来实现4通道同步扫描采样，芯片内部有一个4×16位的RAM用于存放每次扫描采样的4通道数据。该芯片提供了14位的数据线，可以在一次扫描采样结束后在4个时钟周期内将4个采样结果全部输出。当采样位数为14位，其LSB代表（1/2 13）VIN（VIN为最大电压输入值）即VIN/8192，而该芯片的采样误差仅为2个LSB即2VIN/8192，约为0.025%VIN，所以该采样芯片能较好满足本系统的精度要求。系统对单个通道的采样速率要求为12.8kHz（每工频周波采样256点），而该芯片的单通道采样速率大于30kHz，所以该芯片能较好满足本系统的采样速率要求。从CPU的分析可知，其误差很大程度来自采样窗口和实际波形的同步不严格，造成频谱泄漏。为消除频谱泄漏引起的误差，常用的方法有：硬件同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型谐波分析仪，其特征在于，包括：CT/PT变送单元，用于将输入的电压或电流信号线性变换为5mA的电流信号 ，并对信号进行相位补偿；所述CT/PT变送单元包括CT/PT传感器、存储器、A/D采样电路、运算电路；所述CT/PT传感器与存储器连接，存储器分别连接AD采样电路和运算电路；A/D数模采样单元，用于对CT/PT变送单元输出的电流信号进行每周波采样 ；CPU运算处理单元，用于对A/D数模采样单元输出的数字量，进行多点数CPU变换运算；将数模采样单元输出的数字量进行数据分析存储，变换处理后的数据用于控制单元进行控制运算；控制单元，用于控制A/D采样单元的采样频率和采样的启动及停止；以及PLL锁闭环电路的输出频率计算；显示单元，用于系统信息的显示；网络接口单元，用于为谐波分析仪提供网络通信。

【技术特征摘要】
1.一种新型谐波分析仪，其特征在于，包括：CT/PT变送单元，用于将输入的电压或电流信号线性变换为5mA的电流信号 ，并对信号进行相位补偿；所述CT/PT变送单元包括CT/PT传感器、存储器、A/D采样电路、运算电路；所述CT/PT传感器与存储器连接，存储器分别连接AD采样电路和运算电路；A/D数模采样单元，用于对CT/PT变送单元输出的电流信号进行每周波采样 ；CPU运算处理单元，用于对A/D数模采样单元输出的数字量，进行多点数CPU变换运算；将数模采样单元输出的数字量进行数据分析存储，变换处理后的数据用于控...

【专利技术属性】
技术研发人员：段胜，刘盛，
申请(专利权)人：武汉晟泉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42