电能质量监测记录分析仪的采样数据处理
发布人：管理员 发布时间：2020-5-14
①基本电量参数计算
系统对输入的电压电流信号进行同步采样， 避免了不同步采样引起的相位误差。每周波采样256点，即采样频率为12800Hz。为了实时监测每一个周波，处理器必须在一个周波之内完成电量的计算，保证出现电压和电流突变时能启动录波，记录故障前4个周波和故障后5个周波的数据。
电压、电流有效值计算公式为
，式中，x[n]为电压、电流离散采样值数组；N=256为每周波采样点数，下同。
有功功率计算公式为
，式中，u[n]为电压采样值数组；i[n]为电流采样值 数组。无功功率计算方式分为跨相90°无功和自然 无功两种方式，可通过系统参数选择。其他基本 参数可通过以上参数计算得出，不再赘述。
②电能质量参数计算
谐波的测量在电能质量分析中至关重要，在进行数字采样频谱分析时，由于电网频率的波动，如果采用固定频率采样，就会造成非整周期采样，引起频谱泄漏。系统测量谐波范围为1-63 次谐波，由高次谐波频谱泄漏造成测量的误差往往较小，而基波的频谱泄漏对临近的低次谐波影 响较大，因此本系统采用软件频率跟踪技术，根据测得的频率实时调整采样周期以确保采样周期的完整性，使得通过FFT计算的谐波精度达到国际B类要求。
为了区别暂态现象和谐波，每次测量结果可取3s内的平均值。计算公式为
，式中，Uhk为3s内第k次测得的h次谐波的均方根值；m≥6为3s内取均匀间隔的测量次数。
电压谐波含有率计算公式为
，式中，U1为基波电压；Uh为第h次谐波电压。
电压总谐波畸变率为
，式中，H为谐波某特定阶数，这里取63。
相应的电流参数以此类推，此外系统还可提供电流电压波峰系数、电流K系数等参数作为电能质量优劣的参考。
3、电量记录
系统能记录测量到的基本电量参数，记录的间隔固定为1s。系统不间断的向铁电存储器写入记录的数据(断电后在上电初始化时将数据补足)，当数据量达到4kB字节时再以文件形式写入NAND FLASH，若NAND FLASH存储空间已经写满，将写入外部存储器SD卡，若SD卡未检测到，将循环覆盖NAND FLASH空间。
