本實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，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償帶來困難。

原因在于無功及諧波補償補償裝置需要準(zhǔn)確的測量母線上的電流大小及方向，以便計算所需的補償量，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)電流的方式來計算出補償電流，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)場電流采樣傳感器安裝的位置來進行相應(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)場采樣控制來選擇補償電流的計算方式，但是在多段母線，工況復(fù)雜的安裝環(huán)境中，需要對系統(tǒng)側(cè)或負(fù)載側(cè)采樣切換來計算需要補償?shù)碾娏?，此時，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，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償設(shè)備能夠同時采集多個互感器的信號，對于當(dāng)前已經(jīng)投入運行的設(shè)備缺乏可實施性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型根據(jù)各段母線開關(guān)的狀態(tài)自動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自動轉(zhuǎn)化為各段母線的實際運行電流。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)的運行電流，使得無功及諧波補償設(shè)備獨立工作，不受影響。

本實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)均能獨立工作，并能正確測量無功和諧波含量的雙母線電流互感采樣控制器。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供的技術(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，并經(jīng)并聯(lián)的電阻R1、R2、R3轉(zhuǎn)換為電壓信號VT1、VT2、VT3，將所述3組電壓信號連接到2個運算網(wǎng)絡(luò)電路AM1、AM2，運算網(wǎng)絡(luò)AM1、AM2在輸出電壓信號通路上設(shè)置模擬開關(guān)M1、M2，母線開關(guān)的狀態(tài)信號通過編碼器控制模擬開關(guān)的狀態(tài)，使模擬開關(guān)輸出對應(yīng)的運算電壓，在每組輸出的運算電壓信號通路后面接入2個電流型功率放大器P1和P2，將運算電壓轉(zhuǎn)換為所需的電流信號輸出。

進一步地，所述運算網(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VT1和VT2通過減法器采樣到電壓輸出信號為VT1-VT3；電壓信號VT3經(jīng)過反向電路采樣到輸出電壓信號-VT3；電壓信號VT1通過電壓跟隨器采樣到輸出電壓信號VT1。

進一步地，所述運算網(wǎng)絡(luò)電路AM2由兩個電壓跟隨器和一個同相加法器組成，電壓信號VT2、VT3通過電壓跟隨器采樣到輸出電壓VT2、VT3；電壓信號VT2、VT3通過同相加法器采樣到電壓輸出信號為VT2+VT3。

進一步地，所述模擬開關(guān)根據(jù)各段母線的開關(guān)狀態(tài)切換輸出運算電壓，當(dāng)各段母線正常運行，母聯(lián)斷開時，M1、M2模擬開關(guān)將輸出切換到運算電壓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，模擬開關(guān)將輸出切換到運算電壓-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，模擬開關(guān)將輸出切換到VT1-VT3和VT3上。

進一步地，所述電流型功率放大器電路中設(shè)有誤差比較器、差動功率放大器和驅(qū)動變壓器，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進行誤差比較，通過差動功率放大器放大，驅(qū)動變壓器輸出電流信號，使得電流信號與輸入電壓信號形成正比關(guān)系。

采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下有益效果：

第一，在本實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，通過電流型功率放大器輸出的電流信號都可以反應(yīng)電路中實際運行的電流，從而可用于各段母線上的補償裝置進行無功和諧波補償。

第二，利用本實用新型的技術(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)均能獨立工作，不用進行手動切換，根據(jù)各段母線開關(guān)的狀態(tài)自動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自動轉(zhuǎn)化為各段母線的實際運行電流。

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為實施例中運算網(wǎng)絡(luò)電路AM1的電路示意圖；

圖4為實施例中運算網(wǎng)絡(luò)電路AM2的電路示意圖；

圖5為實施例中電流型功率放大器的電路示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的結(jié)構(gòu)圖及具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

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段母線各自獨立運行，此時用電負(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CT2的電流已經(jīng)不能反映II段母線上的用電負(fù)荷的實際用電情況，CT2實際上是采樣了II段補償裝置的輸出電流，因此無法用CT2的采樣電流進行無功和諧波補償；同時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)荷的實際電流，因此也不能用CT1的采樣電流進行無功及諧波補償。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，也無法進行正常的無功和諧波補償。

實施例1

圖2為本實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個電流傳感器CT1、CT2和CT3和3個電流互感器T1、T2和T3，在3個電流互感器后面連接2個運算網(wǎng)絡(luò)電路AM1、AM2，在每條輸出電壓信號通路上設(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通路后面接入2個電流型功率放大器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行采樣，獲得的電流信號分別通過電流互感器轉(zhuǎn)換為電壓信號VT1、 VT12和VT3，電壓信號通過運算網(wǎng)絡(luò)電路輸出相應(yīng)的電壓信號，所述開關(guān)CB1、CB2和CB3通過編碼器發(fā)出二進制指令控制所述模擬開關(guān)的斷開或閉合，選擇相應(yīng)的輸出電壓信號輸入到電流型功率放大器轉(zhuǎn)換為電流信號輸出。

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

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

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

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償裝置獨立工作，不受供電段切換的影響。

實施例2

圖3為運算網(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現(xiàn)的減法器，取R1=R2=R3=R4，此時從輸入的VT1和VT2采樣到的電壓信號輸出為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，此時從輸入的VT2和VT3采樣到的電壓信號輸出為VT2+VT3。

實施例3

圖5為優(yōu)選實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Vi進行誤差比較和放大，通過差動功率放大器放大后驅(qū)動變壓器T1輸出一個電流信號Io，使得Io與Vi成正比關(guān)系。

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