電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)電壓中斷事件的識(shí)別，是基于 **“國(guó)標(biāo)定義 + 高保真采樣 + 實(shí)時(shí)計(jì)算 + 多維度驗(yàn)證”** 的閉環(huán)技術(shù)體系，核心目標(biāo)是 “無(wú)漏判、無(wú)誤判”，精準(zhǔn)捕捉符合 GB/T 30137-2013/IEC 61000-4-30 標(biāo)準(zhǔn)的中斷事件。具體實(shí)現(xiàn)流程可拆解為以下 6 個(gè)關(guān)鍵步驟，每個(gè)環(huán)節(jié)都有明確的技術(shù)邏輯和參數(shù)要求：

一、前置基礎(chǔ)：明確識(shí)別的 “國(guó)標(biāo)門檻”（統(tǒng)一判定標(biāo)準(zhǔn)）

裝置首先內(nèi)置電壓中斷的國(guó)標(biāo)定義作為識(shí)別基準(zhǔn)，避免因判定規(guī)則模糊導(dǎo)致誤判 / 漏判：

幅值門檻：電壓有效值（RMS）≤ 標(biāo)稱電壓（Un）的 10%（即 0.1pu），這是中斷與電壓暫降（10% Un~90% Un）的核心區(qū)分線；

時(shí)間門檻：持續(xù)時(shí)間≥ 0.5 周波（50Hz 系統(tǒng)為 10ms），短于該時(shí)間的瞬時(shí)波動(dòng)（如雷擊干擾）判定為 “干擾信號(hào)”，而非中斷；

觸發(fā)條件：必須同時(shí)滿足 “幅值門檻 + 時(shí)間門檻”，且通過(guò)多維度驗(yàn)證（如電流同步變化），才確認(rèn)為有效中斷事件。

二、第一步：高保真前端采樣（獲取可靠原始數(shù)據(jù)）

識(shí)別的準(zhǔn)確性依賴于 “源頭數(shù)據(jù)質(zhì)量”，裝置通過(guò)高精度采樣環(huán)節(jié)捕捉電壓信號(hào)的真實(shí)變化：

采樣硬件配置：

采樣率：≥ 1024 點(diǎn) / 周波（50Hz 系統(tǒng)），高端 A 類裝置可達(dá) 2048 點(diǎn) / 周波，確保捕捉毫秒級(jí)電壓驟降（如 10ms 內(nèi)電壓從 Un 降至 0% Un）；

傳感器：搭配精度≤±0.1% 的電壓互感器（PT）或分壓模塊，避免傳感器誤差導(dǎo)致的幅值判斷偏差；

信號(hào)調(diào)理：通過(guò)抗混疊濾波器（截止頻率≥1kHz）、屏蔽差分輸入電路，過(guò)濾電磁干擾（如開關(guān)操作、變頻器諧波），確保原始信號(hào)純凈。

采樣同步機(jī)制：

三相電壓同步采樣（相位偏差≤±1°），避免因相位異步導(dǎo)致某一相電壓誤判為中斷；

支持 GPS / 北斗 / IEEE 1588 PTP 對(duì)時(shí)（時(shí)間偏差≤10μs），為中斷事件打上精準(zhǔn)時(shí)間戳，便于后續(xù)故障追溯。

三、第二步：實(shí)時(shí)有效值（RMS）計(jì)算（量化電壓幅值）

采樣得到的是 “瞬時(shí)電壓值”，需通過(guò)算法實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為 “有效值（RMS）”，才能與國(guó)標(biāo)門檻比對(duì)：

計(jì)算周期：每半周波（10ms）計(jì)算一次 RMS 值（符合 IEC 61000-4-30 標(biāo)準(zhǔn)要求），兼顧實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性；

計(jì)算算法：采用 “滑動(dòng)窗口 RMS 算法”，公式為：URMS?=N1?∑i=1N?ui2??其中，ui? 為窗口內(nèi)的瞬時(shí)電壓值，N 為窗口內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)（如 1024 點(diǎn) / 周波時(shí)，半周波窗口為 512 點(diǎn)）；

穩(wěn)定性優(yōu)化：通過(guò) “加權(quán)平滑處理”（近期采樣點(diǎn)權(quán)重更高），避免單數(shù)據(jù)點(diǎn)干擾導(dǎo)致的 RMS 值跳變（如電磁脈沖導(dǎo)致的瞬時(shí)電壓尖峰，不影響 RMS 計(jì)算結(jié)果）。

四、第三步：閾值比對(duì)與持續(xù)時(shí)間判定（核心識(shí)別邏輯）

裝置將實(shí)時(shí)計(jì)算的 RMS 值與預(yù)設(shè)門檻進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)判斷持續(xù)時(shí)間是否達(dá)標(biāo)，形成 “幅值 - 時(shí)間” 二維判定：

幅值比對(duì)：

預(yù)設(shè) “動(dòng)作閾值”（10% Un）和 “返回閾值”（12% Un），設(shè)置 2% 的回滯區(qū)間，避免電壓在 10% Un 附近波動(dòng)時(shí)頻繁觸發(fā) / 解除判定（如電壓從 9% Un 回升至 11% Un 時(shí)，需達(dá)到 12% Un 才判定為中斷結(jié)束，防止抖動(dòng)誤判）；

支持自定義閾值（如敏感設(shè)備場(chǎng)景可設(shè)為 20% Un），適配不同場(chǎng)景的識(shí)別需求。

持續(xù)時(shí)間判定：

當(dāng) RMS 值首次≤10% Un 時(shí)，啟動(dòng) “時(shí)間計(jì)數(shù)器”，開始累計(jì)持續(xù)時(shí)間；

只有當(dāng)累計(jì)時(shí)間≥0.5 周波（10ms）時(shí)，才進(jìn)入下一步驗(yàn)證；若在 10ms 內(nèi)電壓回升至 12% Un 以上，則判定為 “干擾信號(hào)”，重置計(jì)數(shù)器。

五、第四步：多維度交叉驗(yàn)證（避免誤判，提升置信度）

僅通過(guò) “幅值 - 時(shí)間” 判定還不夠，裝置需結(jié)合其他維度驗(yàn)證，排除虛假信號(hào)（如電磁干擾、傳感器故障）：

電流同步驗(yàn)證：

電壓中斷時(shí)，負(fù)荷電流通常會(huì)同步驟降（如電機(jī)停機(jī)、線路斷開），裝置會(huì)比對(duì)三相電流的 RMS 變化率（≥50%/10ms）；

若電壓≤10% Un 但電流無(wú)明顯變化（如 PT 斷線導(dǎo)致的虛假電壓跌落），則標(biāo)記為 “疑似中斷”，降低告警優(yōu)先級(jí)，需人工復(fù)核。

相位連續(xù)性驗(yàn)證：

記錄中斷前后的電壓相位角變化，若相位突變≥10°（如線路切換導(dǎo)致的中斷），仍判定為有效中斷；

若相位跳變≥180°（如 PT 接線松動(dòng)導(dǎo)致的相序反轉(zhuǎn)），則判定為 “設(shè)備故障”，而非電網(wǎng)中斷事件。

三相一致性驗(yàn)證：

三相系統(tǒng)中，若僅一相電壓≤10% Un，其他兩相正常，判定為 “單相中斷”；若三相同時(shí)≤10% Un，判定為 “三相中斷”；

若某一相電壓長(zhǎng)期≤10% Un，但其他兩相無(wú)異常且電流正常，大概率是該相 PT 故障，裝置會(huì)觸發(fā) “傳感器異常告警”，而非中斷事件。

六、第五步：事件觸發(fā)與數(shù)據(jù)記錄（完成識(shí)別閉環(huán)）

當(dāng)所有驗(yàn)證條件滿足后，裝置正式觸發(fā) “電壓中斷事件”，并完整記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析提供支撐：

事件觸發(fā)邏輯：

滿足 “幅值≤10% Un + 持續(xù)時(shí)間≥10ms + 至少 1 項(xiàng)交叉驗(yàn)證通過(guò)”，立即觸發(fā)事件記錄；

同時(shí)啟動(dòng)本地聲光告警（如紅色告警燈閃爍）、遠(yuǎn)程主站告警（通過(guò) IEC 61850/Modbus 協(xié)議推送），支持短信 / APP 推送（高端裝置）。

數(shù)據(jù)完整記錄：

波形記錄：按國(guó)標(biāo)要求，保存事件前 5 周波（100ms）+ 事件后 45 周波（900ms）的完整三相電壓 / 電流波形，采樣率保持≥1024 點(diǎn) / 周波，支持 PQDIF/COMTRADE 格式導(dǎo)出；

參數(shù)存儲(chǔ)：記錄核心參數(shù)，包括：

事件時(shí)間戳（起始 / 結(jié)束時(shí)間，精度≤10μs）；

中斷幅值（最小 RMS 值，精度≤±0.5%）；

持續(xù)時(shí)間（累計(jì)時(shí)長(zhǎng)，精度≤±1ms）；

中斷相數(shù)（單相 / 兩相 / 三相）、相位變化值；

驗(yàn)證結(jié)果（如 “電流同步驗(yàn)證通過(guò)”“三相中斷”）。

關(guān)鍵技術(shù)保障：確保識(shí)別的可靠性與穩(wěn)定性

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境（如強(qiáng)電磁干擾、極端溫濕度），裝置還通過(guò)以下技術(shù)保障識(shí)別精度：

抗干擾設(shè)計(jì)：電磁兼容（EMC）符合 IEC 61000-4-2/3/4/6 等級(jí)，硬件采用屏蔽機(jī)箱、差分信號(hào)傳輸，軟件采用數(shù)字濾波算法，抵御雷擊、開關(guān)操作等干擾；

故障自診斷：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) PT 接線、采樣模塊、電源狀態(tài)，若自身硬件故障（如 ADC 芯片失效），立即標(biāo)記數(shù)據(jù)為 “無(wú)效”，避免虛假中斷判定；

閾值自適應(yīng)調(diào)整：針對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)（如 Un±5% 正常偏差），裝置自動(dòng)校準(zhǔn) 10% Un 的實(shí)際判定值（如 Un=220V 時(shí)，判定閾值為 22V；Un=230V 時(shí)，閾值自動(dòng)調(diào)整為 23V），確保判定標(biāo)準(zhǔn)始終貼合實(shí)際電網(wǎng)。

總結(jié)

電壓中斷事件的識(shí)別過(guò)程，是 “從原始信號(hào)到有效事件” 的層層篩選與驗(yàn)證：前端采樣保證數(shù)據(jù)保真，實(shí)時(shí)計(jì)算量化電壓幅值，閾值比對(duì)鎖定候選事件，多維度驗(yàn)證排除虛假信號(hào)，最終完整記錄事件信息。整個(gè)流程嚴(yán)格遵循國(guó)標(biāo)要求，同時(shí)通過(guò)抗干擾設(shè)計(jì)、自診斷機(jī)制提升可靠性，確保在電網(wǎng)關(guān)口、工業(yè)生產(chǎn)、新能源并網(wǎng)等不同場(chǎng)景下，都能精準(zhǔn)識(shí)別電壓中斷事件，為故障分析和設(shè)備保護(hù)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

審核編輯 黃宇