电压和电流信号的采样方法

     对智能电器工作现场的电压和电流的采样，有交流和直流两种方法。早期的电力系统继电保护中基本采用直流采样，而在采用可编程数字处理器件为核心的智能电器监控器中，都用交流采样。电压、电流互感器的输出信号经过调理后，变成可与采样环节接口的交流电压信号，相应的采样结果就是处理器件完成测量和保护计算所需的实时数据。
     模拟量信号采样必须满足采样定理，而选择采样频率的关键是确定被测信号中的截止频率。由于电力传输线工作于强电磁干扰环境，特别是电网中越来越多的大功率非线性负载投入运行，其谐波干扰造成了电网电压和电流波形不能忽略的畸变，所以在确定被测信号截止频率时，必须考虑保持实际电压、电流的非正弦特征，否则会产生测量的误差。此外，非周期、非正弦的短路电流具有更宽的信号频带，选择它们的截止频率时，需要更严格的分析，以保证保护操作的准确性。
     当前比较一致的看法是，在中、低电压等级电网中，6次以上的谐波不影响电参量的测量精度，因此截止频率一般定为6倍基波频率（300Hz)，采样频率至少应为600Hz，即每个电源周期采样12个点。这个数字通常也可以满足中、低电压等级电网对保护的要求。这种选择可以节省监控器硬件和软件两方面的开销，降低产品的成本。但是当电网中有大功率非线性负载运行，实际电流、电压波形为非正弦时，应当选择更高的截止频率和采样频率。此外，在高压和超高压电力系统中，由于电力传输线的长度远大于中、低压电网，系统中的电感、电容等参数影响更大，使得因开关操作、短路故障等原因引起的 电流、电压暂态过程波形更加复杂，而且对其测量和保护精度的要求也远远大于中、低电压等级的电网。因此在高压智能电器监控器，必须提高截止频率和采样频率。当前使用较多的是每个电源周期采样32个点或64个点。