專利名稱：基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型具體涉及一種適用于電流互感器等電器設(shè)備進行直流偏磁或電網(wǎng)故障等條件下實驗研究的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，屬于電力系統(tǒng)測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電流互感器在變電站中起著給后續(xù)計量、保護及監(jiān)控設(shè)備提供信號的重要作用，其運行的穩(wěn)定性是尤為重要的。目前，交、直流混合運行的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得交、直流系統(tǒng)之間的相互影響越加明顯，雙極高壓直流輸電線路檢修或單極故障時，需以單極-大地回線方式運行時，會有很大的直流電流流過接地極，此時會在大地上形成恒定的直流電流場，產(chǎn)生地表電位差，在交流網(wǎng)絡(luò)中變壓器繞組、架空線和大地形成的回路中產(chǎn)生直流電流，從而在變壓器和電流互感器回路中產(chǎn)生直流偏磁，直流偏磁與各類剩磁都會加劇電流互感器鐵心過飽和磁化，從而使得運行中的電流互感器的導(dǎo)磁率下降、實際誤差值變大，超出各繞組準(zhǔn)確級范圍，影響貿(mào)易結(jié)算公平甚至造成繼電保護裝置誤動，如果電流信號取自受直流偏磁或剩磁影響嚴(yán)重的電流互感器將導(dǎo)致實際運行時的誤差增大，因此需要開展相關(guān)對電流互感器直流偏磁或剩磁的實驗研究，需要能模擬工作過程中的交直流合成大電流發(fā)生裝置來滿足相關(guān)實驗研究要求，通常用作電流互感器的一次信號源的是老式升流器，由變流器及單相自耦調(diào)壓器兩部分組成，故只能輸出交流電流，不能滿足這個需求。另一方面，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，負載種類日益增多，用戶對供電質(zhì)量和可靠性的要求也越來越高，但電網(wǎng)中不可避免地會出現(xiàn)短路、接地及不可預(yù)測因素導(dǎo)致的各類故障，這些故障都嚴(yán) 重影響電流互感器的正常運行。因此，對電網(wǎng)故障與保護動作行為的分析越來越重要，這些故障具有突發(fā)性強、維持時間短、復(fù)雜程度高、破壞力大的特點，因而使得事后對事故原因分析、查找變得尤為困難，電力系統(tǒng)故障錄波器裝置可以正確地記錄下電網(wǎng)事故、電網(wǎng)異常時的數(shù)據(jù)，但只能進行靜態(tài)的分析研究，不能通過試驗手段直觀、準(zhǔn)確地再現(xiàn)故障當(dāng)時的真實情況，以便更為具體細致的研究電網(wǎng)故障時電流互感器等電器設(shè)備的運行特性。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供的一種基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，不僅能夠輸出交直流混合大電流，用于測試電流互感器等電器設(shè)備在直流偏磁條件下的運行特性，還能夠輸出任意電流波形，復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)故障時的電流波形，為電網(wǎng)故障時電流互感器等電器設(shè)備的運行特性進行更為具體細致研究提供條件，具有良好的應(yīng)用前景。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，包括電流信號輸出裝置、功率放大器柜、大功率直流電源和用于功率放大器柜輸出電壓電流的監(jiān)測終端，其特征在于:所述電流信號輸出裝置通過功率放大器柜與監(jiān)測終端相連接，所述大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接，所述功率放大器柜內(nèi)設(shè)有兩級放大電路，所述大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接。前述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述電流信號輸出裝置為任意波形信號發(fā)生器或者工業(yè)控制級計算機和D/A數(shù)據(jù)卡構(gòu)成任意波形信號發(fā)生系統(tǒng)。前述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述兩級放大電路包括第一級放大電路和第二級放大電路，所述第一級放大電路為同相放大電路，第二級放大電路包括多個功率放大器并聯(lián)使用構(gòu)成的功率放大電路，各功率放大電路的同相輸入端均與第一級放大電路的輸出端相連接,各功率放大電路的反相輸入端均與各自的輸出端相連接構(gòu)成電壓跟隨電路，各功率放大電路的輸出端均連接有一均流電阻，各均流電阻通過匯流導(dǎo)線做為功率放大器柜的輸出端。前述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述監(jiān)測終端包括用于測量電流的霍爾電流傳感器、用于測量電壓的霍爾電壓傳感器和液晶顯示屏，所述霍爾電流傳感器串聯(lián)在匯流導(dǎo)線上，霍爾電壓傳感器的一端與匯流導(dǎo)線相連接，另一端接地，霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器的信號輸出端與液晶顯示屏相連接。本實用新型的有益效果是:本實用新型的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，通過功率放大器并聯(lián)的輸出任意波形大電流，并實時監(jiān)測輸出的任意波形大電流，不僅能夠輸出交直流混合大電流，用 于測試電流互感器等電器設(shè)備在直流偏磁條件下的運行特性，還能夠輸出任意電流波形，復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)故障時的電流波形，為電網(wǎng)故障時電流互感器等電器設(shè)備的運行特性進行更為具體細致研究提供條件，具有良好的應(yīng)用前景。

圖1是本實用新型的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器的系統(tǒng)框圖。圖2是本實用新型的一種電流信號輸出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的功率放大器柜的電路原理圖。圖4是本實用新型的監(jiān)測終端的系統(tǒng)框圖。附圖的標(biāo)記含義如下:1:工業(yè)控制級計算機；2:D/A數(shù)據(jù)卡；3:第一級放大電路；301:運算放大器；4:第二級放大電路；401:功率放大電路:402:匯流導(dǎo)線；5:霍爾電流傳感器；6:霍爾電壓傳感器;7:液晶顯不屏。
具體實施方式
下面將結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，一種基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，包括電流信號輸出裝置、功率放大器柜、大功率直流電源和用于功率放大器柜輸出電壓電流的監(jiān)測終端，電流信號輸出裝置通過功率放大器柜與監(jiān)測終端相連接，大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接，功率放大器柜內(nèi)設(shè)有兩級放大電路，大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接，本實用新型的發(fā)生器，能夠輸出交直流混合的大電流，用于測試電流互感器等電器設(shè)備在直流偏磁條件下的運行特性，還可輸出任意波形，可以復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)故障時的電流波形，為電網(wǎng)故障時電流互感器等電器設(shè)備的運行特性進行更為具體細致的研究提供了條件。所述電流信號輸出裝置可以為任意波形信號發(fā)生器，還能夠為如圖2所述的工業(yè)控制級計算機I和D/A數(shù)據(jù)卡2構(gòu)成任意波形信號發(fā)生系統(tǒng)，通過工業(yè)控制級計算機I編程輸出任意波形。如圖3所示，兩級放大電路包括第一級放大電路3和第二級放大電路4，第一級放大電路3為同相放大電路，包括運算放大器301，運算放大器301的同相輸入端連接電流信號輸出裝置的輸出端，電阻Ra連接在運算放大器301的反相輸入端和信號輸出端之間，電阻Rb連接運算放大器301的反相輸入端，另一端接地，從而構(gòu)成同相放大電路，第二級放大電路4包括多個功率放大器并聯(lián)使用構(gòu)成的功率放大電路401，各功率放大電路401的同相輸入端均與第一級放大電路3的輸出端相連接,各功率放大電路401的反相輸入端均與各自的輸出端相連接構(gòu)成電壓跟隨電路，各功率放大電路401的輸出端均連接有一均流電阻，Rl, R2，……，Rn，各均流電阻Rl，R2，……，Rn，通過匯流導(dǎo)線402做為功率放大器柜的輸出端，均流電阻Rl，R2,……，Rn的電阻值相同，因此各功率放大電路401輸出的電流值相同。如圖4所示，所述監(jiān)測終端包括用于測量電流的霍爾電流傳感器5、用于測量電壓的霍爾電壓傳感器6和液晶顯示屏7，所述霍爾電流傳感器5串聯(lián)在匯流導(dǎo)線402上，霍爾電壓傳感器6的一端與匯流導(dǎo)線402相連接，另一端接，霍爾電流傳感器5和霍爾電壓傳感器6的信號輸出端與液晶顯示屏7相連接，用于實時監(jiān)測功率放大器柜的輸出的電壓、電流信號。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫 離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，包括電流信號輸出裝置、功率放大器柜、大功率直流電源和用于功率放大器柜輸出電壓電流的監(jiān)測終端，其特征在于:所述電流信號輸出裝置通過功率放大器柜與監(jiān)測終端相連接，所述大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接，所述功率放大器柜內(nèi)設(shè)有兩級放大電路，所述大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述電流信號輸出裝置為任意波形信號發(fā)生器或者工業(yè)控制級計算機和D/A數(shù)據(jù)卡構(gòu)成任意波形信號發(fā)生系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述兩級放大電路包括第一級放大電路和第二級放大電路，所述第一級放大電路為同相放大電路，第二級放大電路包括多個功率放大器并聯(lián)使用構(gòu)成的功率放大電路，各功率放大電路的同相輸入端均與第一級放大電路的輸出端相連接，各功率放大電路的反相輸入端均與各自的輸出端相連接構(gòu)成電壓跟隨電路，各功率放大電路的輸出端均連接有一均流電阻，各均流電阻通過匯流導(dǎo)線做為功率放大器柜的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，其特征在于:所述監(jiān)測終端包括用于測量電流的霍爾電流傳感器、用于測量電壓的霍爾電壓傳感器和液晶顯示屏，所述霍爾電流傳感器串聯(lián)在匯流導(dǎo)線上，霍爾電壓傳感器的一端與匯流導(dǎo)線相連接，另一端接地，霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器的信號輸出端與液晶顯示屏相連 接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于功率放大器并聯(lián)的任意波形大電流發(fā)生器，包括電流信號輸出裝置、功率放大器柜、大功率直流電源和用于功率放大器柜輸出電壓電流的監(jiān)測終端，電流信號輸出裝置通過功率放大器柜與監(jiān)測終端相連接，大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接，功率放大器柜內(nèi)設(shè)有兩級放大電路，大功率直流電源與功率放大器柜的電源輸入端相連接。本實用新型通過功率放大器并聯(lián)的輸出用于測試電流互感器等電器設(shè)備在直流偏磁條件下的運行的交直流復(fù)合大電流。還能夠復(fù)現(xiàn)電網(wǎng)故障時的電流波形，為電網(wǎng)故障時電流互感器等電器設(shè)備的運行特性進行更為具體細致研究提供條件，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號G01R1/28GK203117240SQ20132011448
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者楊世海, 李紅斌, 黃奇峰, 王忠東, 范潔, 盧樹峰, 莊重, 張明明, 陳剛, 李振華, 徐敏銳, 駱潘鈿, 陳銘明 申請人:江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 華中科技大學(xué), 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司