本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)供電領(lǐng)域，特別是涉及一種雙母線電流互感采樣控制器。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)供電側(cè)針對(duì)重要的用戶都采用雙段母線的供電體制，目的是當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，可以迅速通過母聯(lián)開關(guān)從另外一段母線獲得持續(xù)的供電。這提升了供電的可靠性，但雙段母線給無功及諧波補(bǔ)償帶來困難。

原因在于無功及諧波補(bǔ)償補(bǔ)償裝置需要準(zhǔn)確的測(cè)量母線上的電流大小及方向，以便計(jì)算所需的補(bǔ)償量，但在雙段母線供電體制中，當(dāng)一段母線因故跳閘后，母聯(lián)開關(guān)接通，另外一段母線通過不同的方向向負(fù)荷供電，因此電流方向逆轉(zhuǎn)，使得固定安裝的電流互感器無法正確測(cè)量無功和諧波含量。傳統(tǒng)的有源濾波器的采樣控制部分都是通過電流互感器采集負(fù)載側(cè)電流的方式來計(jì)算出補(bǔ)償電流，也可以通過系統(tǒng)側(cè)的采樣電流來控制。一般都是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電流采樣傳感器安裝的位置來進(jìn)行相應(yīng)的采樣控制程序的，在只有一段母線的情況下，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采樣控制來選擇補(bǔ)償電流的計(jì)算方式，但是在多段母線，工況復(fù)雜的安裝環(huán)境中，需要對(duì)系統(tǒng)側(cè)或負(fù)載側(cè)采樣切換來計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)碾娏?，此時(shí)，單一固定的采樣控制就不能滿足要求。如果安裝多套互感器來應(yīng)對(duì)，一方面需要增加互感器的投入，另一方面需要無功及諧波補(bǔ)償設(shè)備能夠同時(shí)采集多個(gè)互感器的信號(hào)，對(duì)于當(dāng)前已經(jīng)投入運(yùn)行的設(shè)備缺乏可實(shí)施性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型根據(jù)各段母線開關(guān)的狀態(tài)自動(dòng)的將兩端母線的電流互感器和母聯(lián)開關(guān)位置的電流互感器信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為各段母線的實(shí)際運(yùn)行電流。不論各段母線安裝位置是在系統(tǒng)側(cè)還是在負(fù)載側(cè)，能夠轉(zhuǎn)換為等效的系統(tǒng)側(cè)或者負(fù)載側(cè)的運(yùn)行電流，使得無功及諧波補(bǔ)償設(shè)備獨(dú)立工作，不受影響。

本實(shí)用新型的目的是提供一種無論電流互感器在系統(tǒng)側(cè)還是負(fù)載側(cè)均能獨(dú)立工作，并能正確測(cè)量無功和諧波含量的雙母線電流互感采樣控制器。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：

一種雙母線電流互感采樣控制器，用在雙母線電流供電系統(tǒng)中，電路包括左右兩段母線I段、II段和中間母聯(lián)，分別具有開關(guān)CB1、CB2和CB3，所述雙母線電流互感采樣控制器的3組電流互感器T1、T2和T3接收各段母線的電流采樣信號(hào)，并經(jīng)并聯(lián)的電阻R1、R2、R3轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)VT1、VT2、VT3，將所述3組電壓信號(hào)連接到2個(gè)運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1、AM2，運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)AM1、AM2在輸出電壓信號(hào)通路上設(shè)置模擬開關(guān)M1、M2，母線開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)通過編碼器控制模擬開關(guān)的狀態(tài)，使模擬開關(guān)輸出對(duì)應(yīng)的運(yùn)算電壓，在每組輸出的運(yùn)算電壓信號(hào)通路后面接入2個(gè)電流型功率放大器P1和P2，將運(yùn)算電壓轉(zhuǎn)換為所需的電流信號(hào)輸出。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1由減法器、反向電路和電壓跟隨器組成，其中減法器為差分電路，電壓信號(hào)VT1和VT2通過減法器采樣到電壓輸出信號(hào)為VT1-VT3；電壓信號(hào)VT3經(jīng)過反向電路采樣到輸出電壓信號(hào)-VT3；電壓信號(hào)VT1通過電壓跟隨器采樣到輸出電壓信號(hào)VT1。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM2由兩個(gè)電壓跟隨器和一個(gè)同相加法器組成，電壓信號(hào)VT2、VT3通過電壓跟隨器采樣到輸出電壓VT2、VT3；電壓信號(hào)VT2、VT3通過同相加法器采樣到電壓輸出信號(hào)為VT2+VT3。

進(jìn)一步地，所述模擬開關(guān)根據(jù)各段母線的開關(guān)狀態(tài)切換輸出運(yùn)算電壓，當(dāng)各段母線正常運(yùn)行，母聯(lián)斷開時(shí)，M1、M2模擬開關(guān)將輸出切換到運(yùn)算電壓VT1、VT2上；當(dāng)I段母線開關(guān)斷開，依靠母聯(lián)開關(guān)從II段母線獲取供電時(shí)，模擬開關(guān)將輸出切換到運(yùn)算電壓-VT3和VT2+VT3上；當(dāng)II段母線開關(guān)斷開，依靠母聯(lián)開關(guān)從I段母線獲取供電時(shí)，模擬開關(guān)將輸出切換到VT1-VT3和VT3上。

進(jìn)一步地，所述電流型功率放大器電路中設(shè)有誤差比較器、差動(dòng)功率放大器和驅(qū)動(dòng)變壓器，誤差比較器將采用電阻采樣到的輸出電流和輸入電壓信號(hào)進(jìn)行誤差比較，通過差動(dòng)功率放大器放大，驅(qū)動(dòng)變壓器輸出電流信號(hào)，使得電流信號(hào)與輸入電壓信號(hào)形成正比關(guān)系。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

第一，在本實(shí)用新型雙母線電流互感采樣控制器中，無論是電路正常工作還是某段母線斷開時(shí)，通過電流型功率放大器輸出的電流信號(hào)都可以反應(yīng)電路中實(shí)際運(yùn)行的電流，從而可用于各段母線上的補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償。

第二，利用本實(shí)用新型的技術(shù)，在具有多段母線的電路下，無論電流互感器在系統(tǒng)側(cè)還是負(fù)載側(cè)均能獨(dú)立工作，不用進(jìn)行手動(dòng)切換，根據(jù)各段母線開關(guān)的狀態(tài)自動(dòng)的將兩端母線的電流互感器和母聯(lián)開關(guān)位置的電流互感器信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為各段母線的實(shí)際運(yùn)行電流。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙段母線供電的電氣示意圖；

圖2為本實(shí)用新型雙母線電流互感采樣控制器的電路示意圖；

圖3為實(shí)施例中運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1的電路示意圖；

圖4為實(shí)施例中運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM2的電路示意圖；

圖5為實(shí)施例中電流型功率放大器的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的結(jié)構(gòu)圖及具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙段母線供電的電路圖，如圖1所示，正常情況下母聯(lián)開關(guān)CB3是斷開狀態(tài)，左右兩側(cè)的I段和II段母線各自獨(dú)立運(yùn)行，此時(shí)用電負(fù)荷產(chǎn)生的無功電流和諧波畸變均能夠被正常檢測(cè)到，因此可以正常工作。

當(dāng)II段母線因故跳閘，則CB2斷開，需要母聯(lián)CB3開關(guān)閉合，使II段母線通過I段母線獲得持續(xù)供電。但此時(shí)CT2的電流已經(jīng)不能反映II段母線上的用電負(fù)荷的實(shí)際用電情況，CT2實(shí)際上是采樣了II段補(bǔ)償裝置的輸出電流，因此無法用CT2的采樣電流進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償；同時(shí)CT1采樣的電流中包含了II段母線的負(fù)荷電流，不能視為I段母線的用電負(fù)荷的實(shí)際電流，因此也不能用CT1的采樣電流進(jìn)行無功及諧波補(bǔ)償。同理，當(dāng)I段母線跳閘，需要經(jīng)由CB3從II段獲得持續(xù)供電時(shí)，也無法進(jìn)行正常的無功和諧波補(bǔ)償。

實(shí)施例1

圖2為本實(shí)用新型雙母線電流互感采樣控制器的電路示意圖，如圖2所示，電路包括左右兩段母線I段、II段和中間母聯(lián)，分別具有開關(guān)CB1、CB2和CB3，在母線I段、II段和中間母聯(lián)上分別串聯(lián)3個(gè)電流傳感器CT1、CT2和CT3和3個(gè)電流互感器T1、T2和T3，在3個(gè)電流互感器后面連接2個(gè)運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1、AM2，在每條輸出電壓信號(hào)通路上設(shè)置模擬開關(guān)，開關(guān)CB1、CB2和CB3通過編碼器控制模擬開關(guān)的狀態(tài)，在每條輸出電壓信號(hào)通路后面接入2個(gè)電流型功率放大器P1和P2。

從母聯(lián)、I段母線和II段母線流出的電流通過電流傳感器進(jìn)行采樣，獲得的電流信號(hào)分別通過電流互感器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)VT1、 VT12和VT3，電壓信號(hào)通過運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，所述開關(guān)CB1、CB2和CB3通過編碼器發(fā)出二進(jìn)制指令控制所述模擬開關(guān)的斷開或閉合，選擇相應(yīng)的輸出電壓信號(hào)輸入到電流型功率放大器轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)輸出。

正常工況：當(dāng)CB1閉合，CB3分?jǐn)?，CB2閉合時(shí)，通過編碼器發(fā)出二進(jìn)制指令，用來控制模擬開關(guān)M1和M2中的開關(guān)信號(hào)K1~K6的通斷，從而得到輸出的采樣信號(hào)VT1和VT2，通過P1和P2輸出正比于CT1和CT2的電流，可供I段、II段母線的補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償。

在I段母線主供的情況下：當(dāng)CB1閉合，CB3閉合，CB2分?jǐn)鄷r(shí)，通過編碼器指令控制模擬開關(guān)得到采樣信號(hào)VT1-VT3和VT3，通過P1、P2輸出正比于VT1-VT3和VT3的電流信號(hào)，其中VT1-VT3代表I段母線的用電負(fù)荷實(shí)際運(yùn)行的電流，而VT3代表II段母線的用電負(fù)荷的實(shí)際運(yùn)行電流，因此可用于各段母線上的補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償;

在II段母線主供的情況下：當(dāng)CB1分?jǐn)?，CB3閉合，CB2閉合時(shí)，通過編碼器指令控制模擬開關(guān)得到采樣信號(hào)-VT3和VT2+VT3。通過P1、P2輸出正比于-VT3和VT2+VT3的電流信號(hào)，其中-VT3代表I段母線的用電負(fù)荷實(shí)際運(yùn)行的電流，而VT2+VT3代表II段母線的用電負(fù)荷的實(shí)際運(yùn)行電流，因此可用于各段母線上的補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功和諧波補(bǔ)償;

無論CT1、CT2安裝在系統(tǒng)側(cè)還在負(fù)載側(cè)，上述推導(dǎo)過程均成立，因此均可使得各段補(bǔ)償裝置獨(dú)立工作，不受供電段切換的影響。

實(shí)施例2

圖3為運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1的電路示意圖，如圖3所示，圖中A1為典型的差分電路實(shí)現(xiàn)的減法器，取R1=R2=R3=R4，此時(shí)從輸入的VT1和VT2采樣到的電壓信號(hào)輸出為VT1-VT3；圖中A2為反向電路將輸入的VT3反相變成輸出-VT3；圖中A3為電壓跟隨器，輸入輸出均為VT1。

圖4為運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)電路AM1的電路示意圖，如圖4所示，圖中A4和A6部分均為電壓跟隨器，將輸入與輸出信號(hào)均一致分別為VT3和VT2，圖中A5為典型的同相加法器，取R6=R3=R4，此時(shí)從輸入的VT2和VT3采樣到的電壓信號(hào)輸出為VT2+VT3。

實(shí)施例3

圖5為優(yōu)選實(shí)施例中電流型功率放大器的電路示意圖，如圖5所示，圖中Ap為誤差比較器，將通過采用電阻R1采樣到的輸出電流和輸入電壓信號(hào)Vi進(jìn)行誤差比較和放大，通過差動(dòng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)變壓器T1輸出一個(gè)電流信號(hào)Io，使得Io與Vi成正比關(guān)系。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。