電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置采樣通道故障實(shí)時(shí)自檢的核心原理，是通過(guò)硬件電路實(shí)時(shí)感知與軟件同步邏輯校驗(yàn)的協(xié)同機(jī)制，在每一次采樣周期內(nèi)對(duì)通道狀態(tài)進(jìn)行判定，實(shí)現(xiàn)故障的瞬時(shí)識(shí)別，具體可分為以下 3 個(gè)核心層面：

硬件回路的實(shí)時(shí)狀態(tài)感知裝置會(huì)在采樣通道的前端和信號(hào)處理環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)專(zhuān)用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，實(shí)時(shí)捕捉通道的物理連接和基礎(chǔ)電氣參數(shù)變化：

開(kāi)路 / 短路監(jiān)測(cè)：對(duì)于電流采樣通道（如 CT 回路），硬件會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二次側(cè)的回路電流和阻抗。正常工況下 CT 二次側(cè)為低阻抗閉環(huán)狀態(tài)，電流與一次側(cè)成固定變比；若出現(xiàn)開(kāi)路，回路阻抗會(huì)急劇升高至接近無(wú)窮大、電流趨近于 0，監(jiān)測(cè)電路可瞬間識(shí)別并觸發(fā)故障；電壓采樣通道（如 PT 回路）則通過(guò)監(jiān)測(cè)輸入電壓幅值，若電壓長(zhǎng)期為 0（短路）或遠(yuǎn)超額定值（異常開(kāi)路），即刻判定通道故障。

信號(hào)完整性監(jiān)測(cè)：采樣通道的模擬信號(hào)在進(jìn)入 ADC 芯片前，會(huì)經(jīng)過(guò)濾波、放大等調(diào)理電路，裝置會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)理電路的輸出電平范圍。若信號(hào)電平超出芯片正常工作閾值（如低于最低檢出電壓或高于飽和電壓），則判定通道信號(hào)鏈路故障。

采樣數(shù)據(jù)的同步基準(zhǔn)比對(duì)裝置會(huì)在硬件層面內(nèi)置高精度基準(zhǔn)信號(hào)源，并在每次采樣時(shí)進(jìn)行同步比對(duì)，校驗(yàn)通道的采集精度和工作狀態(tài)：

內(nèi)置基準(zhǔn)校準(zhǔn)：部分高端裝置的采樣模塊會(huì)內(nèi)置穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓 / 電流源（如 50Hz 標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)），在正常采樣間隙向通道注入該基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)時(shí)對(duì)比通道采集值與基準(zhǔn)值的偏差。若偏差持續(xù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值（如 ±0.5%），則判定通道存在增益漂移、元件老化等隱性故障。

采樣時(shí)序校驗(yàn)：裝置的主控芯片會(huì)同步監(jiān)測(cè) ADC 芯片的采樣時(shí)鐘和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序，若出現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)丟失、時(shí)序錯(cuò)亂（如數(shù)據(jù)幀不完整、采樣間隔異常），則判定通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)故障。

電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律的實(shí)時(shí)邏輯校驗(yàn)軟件會(huì)基于電網(wǎng)的固有電氣規(guī)律，對(duì)多通道采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，識(shí)別單通道的異常數(shù)據(jù)，間接判定通道故障：

三相平衡校驗(yàn)：在三相電網(wǎng)負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，三相電壓 / 電流的幅值、相位應(yīng)符合對(duì)稱(chēng)特性（如電壓幅值偏差≤2%、相位差 120°±5°）。若某一相通道的采樣數(shù)據(jù)與其他兩相偏差顯著（如電流偏差超 15%），且排除電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷突變的外部因素，則判定該相采樣通道故障。

功率平衡校驗(yàn)：通過(guò)電壓、電流采樣值計(jì)算的有功 / 無(wú)功功率，需與電網(wǎng)側(cè)的能量守恒邏輯一致（如三相總功率≈各相功率之和）。若單通道數(shù)據(jù)導(dǎo)致功率計(jì)算出現(xiàn)明顯矛盾（如某一相功率為負(fù)值且與實(shí)際工況不符），則判定該通道數(shù)據(jù)異常、存在故障。

以上自檢邏輯會(huì)在每一個(gè)采樣周期（通常為 20ms，即工頻 50Hz 的一個(gè)周期）內(nèi)完成一次判定，因此可實(shí)現(xiàn)故障的實(shí)時(shí)響應(yīng)，從故障發(fā)生到裝置觸發(fā)告警的延遲通常不超過(guò) 1 個(gè)采樣周期，保障了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

審核編輯 黃宇