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剩余电流探测算法-交流采样和直流采样比较

发表时间:2014-02-08

火雷达电气火灾监控系统中探测剩余电流有交流采样算法和直流采样算法,它们各有各的优点,但从总体来说,交流算法的优势明显,特别是交流算法的实时性和精度高,比较适合电气火灾监控系统采用。下面就对交流采样和直流采样做个比较简单的对比。

直流采样和交流采样主要是指对交流电流和电压的采样方法。两种方法的主要区别是直流采样必须把交流电流和电压经过整流和滤波,变成直流量,再送给A/D转换器进行转换。

 

一、直流采样的特点

 

1、测量精确度直接受整流电路的影响;整流电路参数调整困难,受波形因素影响大等。

2、有较大的时间延迟,难以及时反映被测量的突变,无法实现实时信号的采集。不能及时反应被测量的突变,具有较大的时间常数。

3、当被测波形中有谐波时,会附加产生较大误差。而实际供电线路不可能的避免含有大量谐波。

4、监控系统的测量准确度直接受采样电路的准确度和稳定性的影响。

5、直流采样输入回路,因要滤去整流后的纹波,往往采用R-C滤波电路,其时间常数较大(一般几十毫秒~几百毫秒),因此采样结果实时性差,而且无法反映被测模拟量的波形。

6、直流采样对A/D转换器的转换速率要求不高,软件算法简单。只要将采样结果乘上相应的标度系数便可得到电流、电压的有效值,因此采样程序简单,软件的可靠性较好。

7、直流采样因经过整流和滤波环节,转换成直流信号,因此抗干扰能力较强。

 

 

二、交流采样的主要特点

 

交流采样是直接对交流电流和电压的波形进行采样,然后通过一定算法计算出其有效值、频率、有功,无功、功率因数等。交流采样有如下主要特点。

1、实时性好。它能避免直流采样中整流、滤波环节的时间常数大的影响。

2、硬件简单,硬件的可靠性比较高。

3、能反映原来电流、电压的实际波形,便于对所测量的结果进行波形分析。

4、有功功率和无功功率是通过采样得到的u、i计算出来的,

5、测量精度高:交流采样,对电流、电压、有功、无功等的采样精度能很容易达到0.5级,在用户特殊要求下,可以做到0.2级。

6、测量参数多:除了能测量三相电压、电流、有功、无功、视在功率;还能测量有功电能、无功电能、功率因数、频率等。

7、对A/D转换器的转换速率和采样保持器要求较高。为了保证测量的精度,一个周期内,必须保证有足够的采样点数,因此要求A/D转换器要有足够的转换速度。

8、测量准确性不仅取决于模拟量输入通道的硬件,而且还取决于软件算法,因此采样和计算程序相对复杂。

 

我们通过以上比较,可以得出,采用交流采样算法比较适合火雷达电气火灾监控系统,因为火雷达的目的就是要打造“稳定可靠、有效、经济”电气火灾监控系统,同时有效的杜绝误报和漏报。