第21卷第1期佳木斯大学学报(自然科学版)Vo1．21No．12003年3月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Mar．2003文章编号：1008—1402(2003)01一OO82—03一种适于强时间条件下的电力参数新型软件采样技术陈玉军，徐建军，历立国。(1．大庆联谊道路沥青厂，黑龙江大庆163001；2．大庆石油学院电气工程系，黑龙江大庆163318；3．大庆石油管理局供电公司，黑龙江大庆163454)摘要：针对电流、电压等电类参数数据采集的强时间条件，分析了同步误差的产生原因，建立了一种新型软件采样技术，给出了电压电流值和功率测量误差的数学模型，提供了减小测量误差的措施；应用此种新型软件采样技术，不需要增加采样周期数，较好地解决了同步误差对测量精度的影响，可满足实际需要．关键词：电压电流，系统测试，软件采样，误差，精度中图分类号：TM930．12文献标识码：AO引言一般工业过程的数据采集(比如温度、压力、流量、液位)时间均以秒为单位，称为弱时间的参数采集，此类数据采集的处理方法较多[1]．但在某些工业过程中，例如在变压器工频耐压试验，变压器起动的过渡过程一般很短，只有1．5～2个工频电流周期，且电流衰减很快，对此类所谓强时间的参数采集问题，文献[1，2，3]介绍的方法难以奏效．为此本文建立了一种电力参数新型软件采样技术，建立电压电流值和平均功率测量误差的数学模型，力求减小测量的方法误差，保证了测量精度．1电压电流有效值和平均功率测量误差的数学模型1．1正弦波电压有效值误差模型设被测信号为(f)一Umin(~t)，其真有效值为U—U／，一周等间隔采样N+1点，第一个采样点在0t处，最后一个采样点在2,r+p处(见图1)，如果n≠p，则存在同步误差，其大小为△丁一p—n，实际采样间隔为：丁一—2,r-a+#2~r+AT(1)一一——图1同步误差的产生①收稿日期：2002—12—06基金项目：黑龙江教育厅资助课题(10511118)作者简介：陈玉军(1971一)，男，黑龙江大庆人，大庆联谊道路沥青厂工程师．第1期陈玉军等：一种适于强时间条件下的电力参数新型软件采样技术83根据此采样间隔采样，将一周Ⅳ个采样值用复化梯形积分形式计算电压有效值：N-IU≈u[一。s(2a+△T—T，)](2)将上述计算结果与实际电压有效值相比较，绝对误差：^rAU—一U≈一Uo(2口+zhT—T)(3)47r十Z△』，。相对误差：Ar，’一△／【，≈一cos(2口+AT—T，)．(4)例如对信号“(f)一2sin(2rrf．t)，显然，有效值的真值为1．设厂似一7．3728MHz，N一5O，口一0。，当一Hz时，仿真计算值为1．000486，(相对误差为0．0486％)，式(2)计算值为1．000485(相对误差为0．00485％)；当一49．8Hz时，仿真计算值为0．998494，式(2)计算值为0．998500．1．2正弦波电流有效值误差模型同1．1，电流有效值：N-'I一≈，[1一cos(2a+一](5)绝对误差：△一一≈一牟c。s(2口+一丁，)(6)相对误差：一ZXI／I．~一c。s(2口+一)(7)1．3平均功率设被测信号“(f)一Usin(oJt+，(f)一I,．sin(wt)，为功率因数角，对电压电流同时采样(设电压采样起始点为crⅣ)，分别得到N个采样值．u(t)，i(t)，(一1，2，3，⋯，Ⅳ)，应用复化梯形算法可推得平均功率为：NP一[)’·i(t)]≈P[I1一—27r’(2a一+△丁一丁，)／c。s(8)绝对误差：^7’△P—P一P一一P‘cos(2a．一+一T，)／cosp(9)相对误差：A11rp—aP／P一一‘cos(2a．一+一T,)／cosp(10)可见平均功率测量的相对误差比电压电流有效值的相对误差大，除与周期误差、第一个采样点位置及采样间隔大小有关外，还与被测量的功率因数有关：功率因数越低，相对误差越大．设被测信号为“(f)一sin(27r)，(f)一vf2-sin(2zf~一．按文中所讨论的平均功率的测试方法进行仿真计算，例如，当一30时，真值为0．866025，式(8)计算值为0．866621，可见平均功率的真值与式(8)的计算值基本一致．口，tgE,tg流有效值真值与式(2)或(5)计算值基本一致；平均功率真值与式(8)计算值基本一致，所以用本文的方法进行电参量的测试是合适的．84佳木斯大学学报(自然科学版)2