保護裝置通過采集實時遙測量,結合保護設定值來判斷是否觸發保護邏輯,從而實現對配用電線路的保護作用。因此,測量的精度直接影響保護功能的可靠性。

  裝置測量精度的優化需要先從影響精度的因素說起。

  硬件方面,整個過程可簡述為電流通過電流互感器后經過電流電壓轉換電路轉換為電壓。但由于電流為交流,因此得到的電壓為交流電壓。為了便于后續的MCU采集與處理,其經過一個抬高電壓后變成一個正弦波形式的直流電壓,最后通過一個運算放大器得到一個電壓并被MCU的AD采樣引腳采集。到達MCU的波形足夠精準是裝置測量高精度的基礎。但在電路中,干擾是不可避免的,這就直接造成了MCU采樣前的波形偏離實際波形,裝置測量精度也因此大大降低。

  而軟件方面,MUC按照一定的頻率采集電壓,對采集到的值按照一定的算法得到模擬波形,經過運算得到結果。在這個過程中,算法優化如果不到位,就會造成模擬的波形與MCU采樣的波形存在較大偏差,這也將導致精度的大大降低。

  對于裝置測量精度的優化亦可從軟硬件兩方面入手??偟膩碚f,優化硬件方面的目的是使供給MUC采樣的波形更貼近于保護裝置采樣的實際波形;優化軟件部分的目的則是使經過算法模擬得到的波形更貼近于MCU采集到的波形。

  硬件方面:

  1、在采樣電路中加入RC濾波器,過濾掉高頻率的諧波,以此來達到貼近真實波形的目的。

  經過濾波后得到較為平滑的波形如下圖:

  2、在滿足采樣量程要求的前提下可以通過增大電流電壓轉換電路中的電阻以充分利用MCU的AD采樣的量程,這種方法便于后續MCU的分辨采樣,使MCU采樣得到的數據更貼近于真實波形數據。

  軟件方面:

  1、通過程序更改設置MCU的采樣頻率,在一個波形周期里得到更多的采樣數據,使算法模擬計算得到的波形更貼近于流經AD采樣引腳的波形。

  2、通過優化算法使MCU計算得到的模擬波形更貼近于流經AD采樣引腳的波形,但此種方案難度較大且需與采樣頻率相互協調,達到優化的目的。

  3、在得到最終數據前,數據采用浮點型參與各種運算更貼近于真實值,從而使其得到的精度更為準確,此種方法對于裝置測量精度的優化是有一定效果的,但其效果往往不夠顯著。

  綜上所述,裝置測量精度的優化與硬件電路和軟件程序都有著密不可分的聯系。優化裝置采樣精度的方法不計其數,但萬變不離其宗,究其根本,終歸都是使MCU根據數據模擬的波形更貼近于實際波形。

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