用于磁控電抗器勵磁電流檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，該檢測電路包括串聯(lián)于磁控電抗器的直流勵磁回路中的分流器、電壓采集電路、伏頻轉(zhuǎn)換電路、光纖傳輸電路、頻伏轉(zhuǎn)換電路，通過電壓采集電路將勵磁電流采集轉(zhuǎn)化為一定幅值的電壓信號，然后通過伏頻轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為頻率信號，頻率信號通過光纖傳輸電路實現(xiàn)了信號的光傳輸，再通過頻伏轉(zhuǎn)換電路將頻率信號轉(zhuǎn)化為雙極性的電壓信號，最后得到的電壓信號即為經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后的磁控電抗器勵磁電流信號。本實用新型檢測電路用于檢測和監(jiān)控磁控電抗器的勵磁電流，通過電信號-光信號-電信號的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)了檢測電路與高壓電網(wǎng)的電氣隔離。
【專利說明】用于磁控電抗器勵磁電流檢測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種信號檢測電路，具體地指一種用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]靜止無功補償器(SVC)是于上世紀(jì)70年代興起，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的很成熟的FACTS裝置，其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的無功補償和不平衡上。而基于磁控電抗器型的M-SVC相比其他類型的SVC,具有損耗小、諧波小、響應(yīng)速度快、耐高壓、可靠性高、成本較低等優(yōu)點，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)葓龊蠎?yīng)用地越來越廣泛，具有更好地發(fā)展前景。
[0003]磁控電抗器的基本原理是通過控制磁控電抗器直流勵磁電流的大小來調(diào)節(jié)磁控電抗器的飽和度，從而實現(xiàn)電抗器容量的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)。當(dāng)磁控電抗器直流勵磁電流越大，飽和度越高，電抗器容量越大。而磁控電抗器的飽和度存在一個極限，當(dāng)磁控電抗器達(dá)到極限飽和，直流勵磁電流繼續(xù)增加時，電抗器容量將不會增加，但如果直流勵磁電流過大，會增加磁控電抗器的損耗，繞組溫度升高，甚至影響電抗器的正常運行。而當(dāng)磁控電抗器內(nèi)部出現(xiàn)故障時也可能會使得勵磁電流增大，從而影響其正常運行。
[0004]因此磁控電抗器的直流勵磁電流是影響磁控電抗器正常運行的重要指標(biāo)之一，通過檢測和監(jiān)控直流勵磁電流的大小，可以在線評估磁控電抗器的運行狀態(tài)和實現(xiàn)過勵磁保護(hù)。而在我國現(xiàn)在還沒有一套可以用于檢測磁控電抗器的直流勵磁電流大小的檢測電路。而本檢測電路針對上述問題開發(fā)出了一套用于檢測磁控電抗器直流勵磁電流大小的檢測電路，檢測精度高，抗干擾性強，能夠很好地用于磁控電抗器的狀態(tài)監(jiān)控和過勵磁保護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，該檢測電路通過電信號-光信號-電信號的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)了檢測電路與高壓電網(wǎng)的電氣隔離，具有抗干擾性強，精度高的效果。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是一種用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，該檢測電路包括:
[0007]分流器，串聯(lián)于磁控電抗器的直流勵磁回路中，用于將磁控電抗器的勵磁電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；
[0008]電壓采集電路，包括兩個分壓電阻和儀表放大器，所述電壓信號經(jīng)過兩個分壓電阻分壓后進(jìn)入儀表放大器進(jìn)行放大，得到放大后的電壓信號；
[0009]伏頻轉(zhuǎn)換電路，包括J-FET雙運算放大器和V/F轉(zhuǎn)換器，放大后的電壓信號經(jīng)過J-FET雙運算放大器緩沖和隔離后，然后經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行伏頻轉(zhuǎn)換，將電壓信號轉(zhuǎn)換為頻率信號；
[0010]光纖傳輸電路，包括光纖發(fā)射器、光纖接收器和光纖電纜，光纖發(fā)射器將有用頻率信號轉(zhuǎn)換為光信號，光信號通過光纖電纜傳輸至光纖接收器，光纖接收器將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；
[0011]頻伏轉(zhuǎn)換電路，包括F/V轉(zhuǎn)換器和放大電路TL084，光纖接收器輸出的電壓信號經(jīng)過F/V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為單極性信號后再經(jīng)過放大電路TL084轉(zhuǎn)化得到雙極性的電壓信號，即得到經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后的磁控電抗器勵磁電流信號。進(jìn)一步地，所述用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路還包括:
[0012]光纖接收器與頻伏轉(zhuǎn)換電路之間連接有施密特反向器74HC14，施密特反向器74HC14用于對光纖接收器輸出的電壓信號進(jìn)行數(shù)字信號整形處理得到方波信號。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述分流器的型號為75mV直流分流器。
[0014]在上述技術(shù)方案中，采用HFBR-1412TMZ光纖發(fā)射器和HFBR-2412TCZ光纖接收器。
[0015]本實用新型檢測電路用于檢測和監(jiān)控磁控電抗器的勵磁電流，通過電信號-光信號-電信號的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)了檢測電路與高壓電網(wǎng)的電氣隔離。同時，本檢測電路的抗干擾性強，精度高。本勵磁電流檢測電路不僅可以用于磁控電抗器的狀態(tài)監(jiān)控和過勵磁的保護(hù)，有利于磁控電抗器更好地應(yīng)用于無功補償?shù)葓龊?，還能應(yīng)用于其他需要高精度的信號處理和采集的場合，因此具有很好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型磁控電抗器勵磁電流檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型中電壓采集電路的電路圖。
[0018]圖3為本實用新型中伏頻轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
[0019]圖4為本實用新型中光纖傳輸電路的電路圖。
[0020]圖5為本實用新型中頻伏轉(zhuǎn)換電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本實用新型磁控電抗器勵磁電流檢測電路包括分流器、電壓采集電路、伏頻轉(zhuǎn)換電路、光纖傳輸電路和頻伏轉(zhuǎn)換電路。
[0023]磁控電抗器的直流勵磁回路為D1D2回路，因此要檢測磁控電抗器的勵磁電流則需在磁控電抗器的D1D2直流勵磁回路串聯(lián)一個分流器，分流器用于將磁控電抗器的勵磁電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。本實施例所用分流器的型號為75mV直流分流器，即在額定電流下分流器輸出的電壓為75mV。
[0024]通過分流器采集的電壓信號輸入到電壓采集電路，電壓采集電路如圖2所示，
[0025]首先經(jīng)過兩個電阻進(jìn)行分壓，然后通過儀表放大器進(jìn)行信號放大，儀表放大器的型號為AD620，具有高精度、低失調(diào)電壓和低失調(diào)漂移等優(yōu)點，僅需要一個外部電阻來設(shè)置增益。外部電阻Rg= lk，通過計算得放大增益為50倍。此時即為電壓采集電路得到的信號，傳輸至伏頻轉(zhuǎn)換電路。
[0026]伏頻轉(zhuǎn)換電路如圖3所示，伏頻轉(zhuǎn)換電路包括通用的J-FET雙運算放大器TL082和同步V/F轉(zhuǎn)換器AD652，J-FET雙運算放大器TL082組成的電壓跟隨器，起到信號緩沖和隔離作用。然后在經(jīng)過同步V/F轉(zhuǎn)換器AD652進(jìn)行伏頻轉(zhuǎn)換，AD652為一種高速高精度高穩(wěn)定性的單片V/F轉(zhuǎn)換器，采用外部時鐘驅(qū)動和電荷平衡轉(zhuǎn)換技術(shù)，外部時鐘由4M的無源晶振產(chǎn)生。其接法采用雙電源、輸入雙極性V/F轉(zhuǎn)換電路。將有用電壓信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，再經(jīng)過一個SN75451B的與門驅(qū)動電路，用于提高驅(qū)動功率，然后把信號給光纖傳輸電路。
[0027]如圖4所示，光纖傳輸電路包括光纖發(fā)射器、光纖接收器和光纖電纜，本實施例采用HFBR-1412TMZ光纖發(fā)射器和HFBR-2412TCZ光纖接收器，傳輸采用光纖電纜。其中HFBR-1412TMZ光纖發(fā)射器將有用電壓信號轉(zhuǎn)換為光信號。光信號通過光纖電纜傳輸后采用HFBR-2412TCZ光纖接收器進(jìn)行接收，將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，用于防止信號干擾。由于通過光纖傳輸后的數(shù)字信號可能存在上下沿較緩或畸變較大的情況，經(jīng)過光纖接收器的信號再通過一個施密特反向器74HC14進(jìn)行數(shù)字信號整形處理，因此通過施密特反向器74HC14可以變?yōu)榉讲ㄐ问?，從而有利于頻伏轉(zhuǎn)換電路的信號識別。
[0028]如圖5圖示，頻伏轉(zhuǎn)換電路包括F/V轉(zhuǎn)換器AD652和放大電路TL084，AD652的電源采用正負(fù)15V，因此可輸出1V的電壓，由于F/V轉(zhuǎn)換器AD652的輸出信號為0-10V的單極性信號，為了將其轉(zhuǎn)化為一個雙極性的信號，因此采用一個TL084的放大電路，將其轉(zhuǎn)化為雙極性的電壓信號。最后得到的電壓信號即為經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后的磁控電抗器勵磁電流信號，將此信號傳輸給控制系統(tǒng)可以用于磁控電抗器的狀態(tài)監(jiān)控和過勵磁保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，其特征在于:包括 分流器，串聯(lián)于磁控電抗器的直流勵磁回路中，用于將磁控電抗器的勵磁電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號； 電壓采集電路，包括兩個分壓電阻和儀表放大器，所述電壓信號經(jīng)過兩個分壓電阻分壓后進(jìn)入儀表放大器進(jìn)行放大，得到放大后的電壓信號； 伏頻轉(zhuǎn)換電路，包括J-FET雙運算放大器和V/F轉(zhuǎn)換器，放大后的電壓信號經(jīng)過J-FET雙運算放大器緩沖和隔離后，然后經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行伏頻轉(zhuǎn)換，將電壓信號轉(zhuǎn)換為頻率信號; 光纖傳輸電路，包括光纖發(fā)射器、光纖接收器和光纖電纜，光纖發(fā)射器將有用頻率信號轉(zhuǎn)換為光信號，光信號通過光纖電纜傳輸至光纖接收器，光纖接收器將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號; 頻伏轉(zhuǎn)換電路，包括F/V轉(zhuǎn)換器和放大電路TL084，光纖接收器輸出的電壓信號經(jīng)過F/V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為單極性信號后再經(jīng)過放大電路TL084轉(zhuǎn)化得到雙極性的電壓信號，即得到經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后的磁控電抗器勵磁電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，其特征在于:光纖接收器與頻伏轉(zhuǎn)換電路之間連接有施密特反向器74HC14，施密特反向器74HC14用于對光纖接收器輸出的電壓信號進(jìn)行數(shù)字信號整形處理得到方波信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，其特征在于:所述分流器的型號為75mV直流分流器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于磁控電抗器的勵磁電流檢測電路，其特征在于:采用HFBR-1412TMZ光纖發(fā)射器和HFBR-2412TCZ光纖接收器。
【文檔編號】G01R15/24GK204228814SQ201420738387
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】盧文華, 田翠華, 鄭浩, 陳鋒, 杜振波, 魏亮亮, 蔡偉, 杜瑋, 朱勝龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 武漢大學(xué)