交流采样培训

1、交流采样培训提纲.交流采样基本原理电参数的计算 TOC o 1-5 h z 有功功率：P =UI cos邛;（1）无功功率：Q=UIsin中（2）有功电量：E = jPdt（3）视在功率：S=UI（4）交流变送器原理原理：交流信号通过整流变成一定幅值的直流信号，该直流信号大小与交流信号有效值成线性的比例关系（即比例系数为一个定值）。利用（4）式可以计算出视在功率优点：电路简单缺点：只有电压，电流的有效值，只能得到视在功率积分型交流采样板原理原理：通过采样电路，得到电压，电流的瞬时值，利用（4）式可以计算出视在功率。通过比较同一相的电压，电流过零点的时差，可以得到电压，电流之间的相位差，利用（1

2、）式和（2）式计算出有功功率和无功功率。优点：电路较简单，低成本缺点：（1）无法快速跟踪频率变化，导致固定采样频率下，采样得到得波形不是一个完 整的周波。（2）在电路的设计中一般都没有采用同步采样技术，导致相位差的计算误差 较大。（3）其它：如运放等FFT应用于交流采样原理：利用锁相环，得到一个完整周波的电压，电流瞬时值，利用同步采样电路，准确得到同一相电压，电流之间的相位差。将得到电压，电流瞬时值用 FFT进行处理，可以 求出基波和谐波电压，电流。对基波和谐波利用（1）式和（2）式，计算出基波和谐波功率。滤波后计算每一相的有功功率，将一周波内的电压和电流采样值相乘后相加，得 到一个周波功率.

3、公式：以采样次数K=128为例一128K2hK畸变波形的余玄系数：ah = f （0） x f （-T）cos2-hK128KT 128128 2 K 2二hK畸变波形的正玄系数：bh =x f (-T)sin2-hK128 KT 128128各次谐波幅值及相位Ch - . ah bh入=tg 1ah (bh 0) bh入=180 tg，电(bh 0) bh利用,(2),(4)计算出功率和电量.芯片性能：本交流采样板采用电表芯片作数据采集和处理。AT500和AT501是ATMEL公司开发的一对集采样、处理及输出为一体的三相电表芯片。AT501为6通道的模数转换芯片，AT500是具有DSP内核的

4、信号处理芯片，两者组合在一起能组成最高为0.2级的电表。用ATMEL公司的AVR单片机AT90S8515来读取并处理数据，使用串口把有用数据上 传。该MCU集成程度高，内带 FLASH和SRAM ,可以极大地提高系统的稳定性电能表的系统结构如下:系统结构的简要说明：AD转换器可测量的电平信号，AD转DSP进行计算，计算得到的电参数三相电压，电流通过电压，电流互感器，转换成 换器进行滤波并同时对六路进行采样，采样值送到送往MCU进行后续处理。图中的 EEPROM用于保存校准参数。校准参数：电压，电流副值误差：通过乘上一个比例系数进行校准(软件校准)电压互感器，电流互感器相位滞后引起的误差：通过预

5、置误差值进行校准(软件校准) 有功功率，无功功率误差：通过乘上一个比例系数进行校准(软件校准)优点：精度高数据量全，有三相电压、三相电流外，功率因数、频率、有功功率、无功功率、视在功率、电能量、(以后还可以提供谐波数据)，全数字化参数校准，较大提高精度的稳定性缺点：电路较复杂，成本较高.交流采样的应用防窃电法1：通过采集非计量回路的模拟量计算的有功功率（电量）和通过计量回路脉冲采集功率（电量）的对比来判定计量表计的计量错误在初始接线正确的情况下，运行一段时间后发现模拟量7和模拟量8有较大误差，可以初步认为前端接线被人为改动。法2:比较48点电量利用定时任务，每30分钟召测一次交流采样板的有功电

6、量和无功电量值，同时召测一 次电表的有功电量和无功电量值，做出两者的电量曲线图进行比较，正常情况下，两者的曲线应该是重合的或大致重合。电压监测交流采样板实时计算电压，电流提供给终端，终端将记录：断相发生的时间和该相序累计总的缺相时间缺相电量累计各分相的缺相时间。电压合格率过压累计时间欠压累计时间电压监测总时间最大最小电压值及发生时间.交流采样的接线后端接线：后端只有四个接线端子，分别为 13.8V,GND,485A,485B前端接线：电压和电流的前端接线分别适用于三相三线制和三相四线制，可以从硬件上简单地调接线改变接线方法，而不须改变模块后端的电路结构和软件流程。电流前端接线方法：三相四线制采

7、用三表法测量功率和电能量，分别输入三相电流。三相三线制采用两表法测量功率和电能量，输入两相线电流，根据三相线电流和为零的关系，计算出第三相电流，满足 ADC输入的要求。电压前端接线方法三相四线制采用三表法测量功率和电能量，分别输入三相相电压。三相三线制采用两表法测量功率和电能量，输入两相线电压，选择一参考点，获得等效的三相相电压485 B485 4GND + 13.8V100V交流采样板 三相三线制N；事型LAI：xK：4KUa Ub UcIai I aoIc i I co ：TET TTMTRrmE220V交流采样板485 B 4QS AGND13.8V三相四线制Ublai lao I bi

8、 I bo Ici I coUc N注意：上面两图的接线，仅仅针对特定型号的交流采样板，现场实际接线必须根据公司提供的图纸进行接线.交流采样的故障判断交流采样的故障主要体现在以下方面：A:终端召不到数据：在保证终端正常的情况，试着.调换485A,485B的接线.更换交流采样板上的485芯片B:终端面板上显示的数据与理论上的值存在较大的误差:前端接线可能有误比如：（3P4W）模拟量显示模拟量1.215V模拟量2. 217V模拟量3. 219V模拟量4. 1.2A模拟量5. 2.2A模拟量6. 0.7A模拟量7.-164W （来自交流采样板）模拟量8.815W （来自电表）交流采样数据显示：A相有功功