交流采樣是相對直流采樣而言,它是指對電流和電壓采集時(shí),輸入至A/D轉換器的是與電力系統的一次電流和一次電壓同頻率、大小成比例的電信號。由于電力系統、發(fā)電廠(chǎng)或變電站等一次電流和電壓都是大電流或高電壓信號,不能直接送至A/D轉換器,所以必須將高電壓大電流的強電信號,經(jīng)過(guò)電壓傳感器或電流傳感器,變換成A/D轉換器所能接受的電信號。
交流采樣技術(shù)的的理論基礎是采樣定理,即要求采樣頻率為被測信號頻譜中最高頻率的2倍以上。按一定的規律對被測量的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣,然后按一定的算法可求出被測量,國內外已提出許多交流采樣的算法。下面介紹交流采樣的一般算法:
交流電壓有效值公式為:

離散化,以一個(gè)周期內有限個(gè)采樣電壓數字量代替一個(gè)周期內的連續變化的電壓函數值,則

式中:
△Tm——相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔;
Um——第n-1個(gè)時(shí)間間隔的電壓采樣瞬時(shí)值;
N——一個(gè)周期內的采樣點(diǎn)數。
同理,采樣電流有效值計算公式

在交流采樣方式中,對于有功功率、無(wú)功功率和功率因數,是通過(guò)采樣所得到的u、i計算出來(lái)的。計算一相有功功率的離散化公式為:

式中:
im、um---同一時(shí)刻的電流、電壓采樣值。
功率因數可由下式求得:

1. 實(shí)時(shí)性好。它能避免直流采樣中整流、濾波環(huán)節的時(shí)間常數大的影響。
2. 能反映原來(lái)電流、電壓的實(shí)際波形,便于對所測量的結果進(jìn)行波形分析。因此在需要諧波分析或故障錄波的場(chǎng)合,必須采用交流采樣。
3. 有功功率和無(wú)功功率是通過(guò)采樣得到的u、i計算出來(lái)的,因此可以省去有功功率和無(wú)功功率變送器,可以節約投資并縮小測量設備的體積。
4. 對A/D轉換器的轉換速率和采樣保持器要求較高。為了保證測量的精度,一個(gè)周期內,必須保證有足夠的采樣點(diǎn)數,因此要求A/D轉換器要有足夠的轉換速度。
5. 測量準確性不僅取決于模擬量輸入通道的硬件,而且還取決于軟件算法,因此采樣和計算程序相對復雜。
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