交直流電源故障分析儀及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及故障分析儀器，尤其是涉及一種交直流電源故障分析儀及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]儀器儀表、通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備的供電系統(tǒng)一般是由市電、交流穩(wěn)壓電源、在線式UPS電源、直流開關(guān)電源等環(huán)節(jié)組成。如果有供電系統(tǒng)不穩(wěn)定、波動大，電源的諧波含量過高，紋波系數(shù)過大，過壓、欠壓等異常情況出現(xiàn)時，將會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0003]隨著工業(yè)發(fā)展和居民用電設(shè)備的增多，諧波危害日益嚴重，主要表現(xiàn)為諧波使設(shè)備產(chǎn)生附加損耗，降低用電設(shè)備的效率;同時諧波還可能引起過電壓或過電流使電容器、電纜過熱，絕緣老化，壽命縮短，易發(fā)生火災(zāi)。電源產(chǎn)生諧波的主要原因，一是開關(guān)電源中普遍采用電容濾波型橋式整流電路，造成輸入電流波形畸變;二是電源電路中的開關(guān)器件(二極管、三極管)及感性負載工作于高頻開關(guān)狀態(tài)而產(chǎn)生尖峰脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種可解決判斷電源故障是否異常的一種交直流電源故障分析儀。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種交直流電源故障的檢測方法。
[0006]所述交直流電源故障分析儀設(shè)有MCU、電源模塊、128倍頻電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、按鍵、外部數(shù)據(jù)存儲器、LCD顯示器、聲光報警器、狀態(tài)指示燈、低通選頻濾波器、電壓互感器、運放電路；
[0007]所述MCU與電源模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、按鍵、外部數(shù)據(jù)存儲器連接;運放電路與低通選頻濾波器連接;模數(shù)轉(zhuǎn)換器與128倍頻電路、低通選頻濾波器連接；電壓互感器與運放電路連接;所述MCU與LCD顯示器、聲光報警器、狀態(tài)指示燈連接;所述電壓互感器外接交流電源;所述運放電路外接直流電源。
[0008]本發(fā)明可分別對交流電源或直流電源的運行狀況進行實時測量分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障情況時，電源故障分析儀會通過聲光方式報警，并顯示故障的類別。
[0009]所述交直流電源故障的檢測方法，包括以下步驟:
[0010]步驟1，與標(biāo)準(zhǔn)電壓參考值比較，判斷電信號的電壓值是否正常;若異常，則直接發(fā)出故障報警信號，顯示過壓或欠壓的狀態(tài)指示燈;若正常，則進入步驟2;
[0011]步驟2，產(chǎn)生同步于電信號的128倍頻脈沖信號，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對電信號進行等間隔采樣128次；
[0012]步驟3，對數(shù)據(jù)采集結(jié)果進行預(yù)處理，然后調(diào)用FFT變換子程序?qū)?shù)據(jù)進行FFT變換，上述過程共循環(huán)進行8次；
[0013]步驟4，通過數(shù)字濾波，去除步驟3FFT變換后的極大值和極小值，再取平均值，然后計算出各次諧波的含量與畸變系數(shù)；
[0014]步驟5，與正常工況下的標(biāo)準(zhǔn)參考值對比，判斷電信號是否正常，若電信號畸變系數(shù)過大，超過設(shè)定值，則發(fā)出相對應(yīng)的電源故障聲光報警信號，并顯示電源故障狀態(tài)指示燈。
[0015]本發(fā)明的突出技術(shù)效果如下:
[0016]1、電源故障分析儀對直流電源或交流電源均可適用。
[0017]2、可檢測出市電、穩(wěn)壓電源、UPS電源、開關(guān)電源等電壓信號中各次諧波的含量及信號畸變系數(shù)。
[0018]3、對異常情況，可顯示故障的類別并發(fā)出聲光報警。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述交直流電源故障分析儀實施例的結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0020]圖2為本發(fā)明交直流電源故障的檢測方法流程框圖。
【具體實施方式】
[0021 ]以下實施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明:
[0022]如圖1所示，本發(fā)明所述交直流電源故障分析儀實施例設(shè)有MCU1、電源模塊2、128倍頻電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、時鐘電路5、按鍵6、外部數(shù)據(jù)存儲器7、LCD顯示器8、聲光報警器9、狀態(tài)指示燈10、低通選頻濾波器11、電壓互感器12、運放電路13;
[0023]所述Μ⑶1與電源模塊2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、時鐘電路5、按鍵6、外部數(shù)據(jù)存儲器7連接；運放電路13與低通選頻濾波器11連接;模數(shù)轉(zhuǎn)換器4與128倍頻電路3、低通選頻濾波器11連接；電壓互感器12與運放電路13連接;所述MCU1與IXD顯示器8、聲光報警器9、狀態(tài)指示燈10連接;所述電壓互感器12外接交流電源14;所述運放電路13外接直流電源15。
[0024]本發(fā)明可對交直流電源的運行狀況進行實時測量分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障情況時，電源故障分析儀會通過聲光方式報警，并顯示故障的類別。如圖2所示，交直流電源故障的檢測方法包括下述步驟:
[0025]步驟1，與標(biāo)準(zhǔn)電壓參考值比較，判斷電信號的電壓值是否正常;若異常，則直接發(fā)出故障報警信號，顯示過壓或欠壓的狀態(tài)指示燈;若正常，則進入步驟2;
[0026]步驟2，產(chǎn)生同步于電信號的128倍頻脈沖信號，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對電信號進行等間隔采樣128次；
[0027]步驟3，對數(shù)據(jù)采集結(jié)果進行預(yù)處理，然后調(diào)用FFT變換子程序?qū)?shù)據(jù)進行FFT變換，上述過程共循環(huán)進行8次；
[0028]步驟4，通過數(shù)字濾波，去除步驟3FFT變換后的極大值和極小值，再取平均值，然后計算出各次諧波的含量與畸變系數(shù)；
[0029]步驟5，與正常工況下的標(biāo)準(zhǔn)參考值對比，判斷電信號是否正常，若電信號畸變系數(shù)過大，超過設(shè)定值，則發(fā)出相對應(yīng)的電源故障聲光報警信號，并顯示電源故障狀態(tài)指示燈。
【主權(quán)項】
1.交直流電源故障分析儀，其特征在于設(shè)有MCU、電源模塊、128倍頻電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、按鍵、外部數(shù)據(jù)存儲器、LCD顯示器、聲光報警器、狀態(tài)指示燈、低通選頻濾波器、電壓互感器、運放電路； 所述MCU與電源模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、按鍵、外部數(shù)據(jù)存儲器連接;運放電路與低通選頻濾波器連接;模數(shù)轉(zhuǎn)換器與128倍頻電路、低通選頻濾波器連接；電壓互感器與運放電路連接;所述MCU與LCD顯示器、聲光報警器、狀態(tài)指示燈連接;所述電壓互感器外接交流電源;所述運放電路外接直流電源。2.交直流電源故障的檢測方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1，與標(biāo)準(zhǔn)電壓參考值比較，判斷電信號的電壓值是否正常;若異常，則直接發(fā)出故障報警信號，顯示過壓或欠壓的狀態(tài)指示燈;若正常，則進入步驟2; 步驟2，產(chǎn)生同步于電信號的128倍頻脈沖信號，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對電信號進行等間隔采樣128次； 步驟3，對數(shù)據(jù)采集結(jié)果進行預(yù)處理，然后調(diào)用FFT變換子程序?qū)?shù)據(jù)進行FFT變換，上述過程共循環(huán)進行8次； 步驟4，通過數(shù)字濾波，去除步驟3FFT變換后的極大值和極小值，再取平均值，然后計算出各次諧波的含量與畸變系數(shù)； 步驟5，與正常工況下的標(biāo)準(zhǔn)參考值對比，判斷電信號是否正常，若電信號畸變系數(shù)過大，超過設(shè)定值，則發(fā)出相對應(yīng)的電源故障聲光報警信號，并顯示電源故障狀態(tài)指示燈。
【專利摘要】交直流電源故障分析儀及其檢測方法。分析儀設(shè)有MCU、電源模塊、128倍頻電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、按鍵、外部數(shù)據(jù)存儲器、LCD顯示器、聲光報警器、狀態(tài)指示燈、低通選頻濾波器、電壓互感器、運放電路。檢測方法：1)與標(biāo)準(zhǔn)電壓參考值比較，判斷電信號是否正常；若異常則報警；若正常則進入2)；2)產(chǎn)生同步于電信號的128倍頻脈沖信號,控制轉(zhuǎn)換器對電信號等間隔采樣；3)對數(shù)據(jù)采集結(jié)果預(yù)處理,調(diào)用FFT變換子程序?qū)?shù)據(jù)進行FFT變換，共循環(huán)8次；4)通過數(shù)字濾波去除FFT變換后的極值，再取平均值,計算出各次諧波含量與畸變系數(shù)；5)與標(biāo)準(zhǔn)參考值對比，判斷電信號是否正常，若畸變系數(shù)過大，則報警并顯示。
【IPC分類】G01R31/40
【公開號】CN105445674
【申請?zhí)枴緾N201510937844
【發(fā)明人】謝路生, 陳曉玉, 李繼芳, 林春, 王磊, 胡天林, 林育茲
【申請人】廈門大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月16日