CN102969718A - 用于有源电力滤波器的电流采样方法 - Google Patents

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杨露
阎海山
李茂锋
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Abstract

本发明公开了一种用于有源电力滤波器的电流采样方法，该法依据罗氏线圈的特性，利用有源电力滤波器的控制器自带的模数转换器（ADC）及数字信号处理器（DSP）进行模数转换和信号积分，还原出真实的负载电流信号，直接用于有源电力滤波器的控制，而无需额外配置罗氏线圈积分器。应用本发明可解决传统电磁感应式互感器存在的安装不方便、易饱和、谐波信号易畸变等问题，提高了信号传输的可靠性和实时性，从而保障了有源电力滤波器的高性能和高可靠性。

Description

用于有源电力滤波器的电流采样方法
技术领域
本发明属于电力滤波器技术领域，尤其涉及一种用于有源电力滤波器的电流采样方法。
背景技术
长期以来，具有铁心的电磁感应式电流互感器（CT）在谐波治理和电流测量中的作用一直占主导地位。但是，随着低压380V工业及民用负载的大幅度增加，负载电流显著增大，传统的互感器不仅体积和重量加大、价格上升、防爆绝缘困难、安全性能下降，更主要的是它带有铁心，频带很窄，磁饱和时二次信号波形严重畸变，作为有源电力滤波器的信号采集时，波形畸变会导致有源电力滤波器无法检测到真实的谐波，从而无法正常工作。
随着电子技术的发展和微机的普及，基于罗氏线圈的电流互感器因为采用罗氏线圈作为一次电流传感单元，具有线性度好，绝缘结构简单，无安全隐患，不含铁心，无磁饱和现象，测量频带宽且准确度高等优良特性，得到了广泛应用。但是，由于罗氏线圈二次输出电压信号是一次电流信号的微分，要恢复出与一次电流成正比例的信号就必须添加相应的积分环节。
目前，罗氏线圈积分环节的实现方法有模拟和数字两种方式。模拟积分算法总体来说易于实现、结构简单，但易受模拟器件分散性、温漂、时漂特性，运算放大器失调电流、失调电压和输入阻抗的影响，而且电路中的低频噪声、电压漂移和积分电路的相位响应也影响模拟积分器，使得模拟积分器的性能并不十分稳定。与模拟积分器相比，数字积分器具有更高的精度和稳定性，相位特性优良且结构灵活、调节方便，具有广泛的应用场合。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于有源电力滤波器的电流采样方法，以克服有源电力滤波器负载电流采样中所使用的传统电磁感应式互感器安装不方便、易饱和、测量频带窄和谐波信号易畸变等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于有源电力滤波器的电流采样方法，利用有源电力滤波器的控制器自带的模数转换器及数字信号处理器，将开口式柔性罗氏线圈采集的负载电流微分信号转换成数字信号后，由数字信号处理器进行数字积分，还原出真实的负载电流信号，直接用于有源电力滤波器的控制。
开口式柔性罗氏线圈作为负载电流信号采集元件，其骨架使用可弯曲的柔性绝缘材料制作，被测负载电流穿过罗氏线圈。
负载电流微分信号由开口式柔性罗氏线圈输出后经放大处理，直接送入有源电力滤波器的控制器。
针对目前有源电力滤波器负载电流采样中所使用的传统电磁感应式互感器存在的诸多问题，依据罗氏线圈的特性，发明人建立了一种用于有源电力滤波器的电流采样方法，该法利用有源电力滤波器的控制器自带的模数转换器（ADC）及数字信号处理器（DSP）进行模数转换和信号积分，还原出真实的负载电流信号，直接用于有源电力滤波器的控制，而无需额外配置罗氏线圈积分器。本发明具有以下突出优点：
<1>使用罗氏线圈取代传统的电磁感应式电流互感器，解决了电磁式互感器频带窄、易饱和、波形易畸变从而导致有源电力滤波器因无法采集到准确的谐波信息而无法正常工作的问题；
<2>采用开口式柔性罗氏线圈，解决了传统电磁式互感器因体积大、不能弯曲而无法满足工业现场安装要求的问题；
<3>使用有源电力滤波器的控制器自带的模数转换器和数字信号处理器进行模数转换和信号积分，将罗氏线圈微分信号还原成真实的负载电流信号，直接进入有源电力滤波器控制算法中，减少了配置外部积分器的环节，提高了信号传输的可靠性和实时性，从而保障了有源电力滤波器的高性能和高可靠性。
附图说明
图1是本发明用于有源电力滤波器的电流采样方法的示意图。
图中：1被测电流导体，2开口式罗氏线圈，3有源电力滤波器，4控制器，5运算放大器，6模数转换器，7数字信号处理器。
具体实施方式
图1显示了本发明用于有源电力滤波器的电流采样方法，图中各部件功能如下：
开口式罗氏线圈2用于对被测电流导体1进行电流测量，被测电流导体1穿过开口式罗氏线圈2，开口式罗氏线圈2输出端与运算放大器5相连；
运算放大器5用于对罗氏线圈2输出的微弱信号进行放大，以减少长距离传输造成的信号衰减，运算放大器5输出端与模数转换器6相连；
模数转换器6用于将运算放大器5传输过来的模拟信号转换成数字信号，模数转换器6输出端与数字信号处理器7相连；
数字信号处理器7用于对模数转换器6输出的数字信号进行积分处理，得到被测电流导体1的真实电流信号，然后送入其预置的有源电力滤波器控制算法中，对有源电力滤波器3进行控制；
控制器4作为有源电力滤波器3的核心模块，其内部包括了模数转换器6和数字信号处理器7等核心单元，完成对有源电力滤波器3的精确控制。
如图1所示，本发明电流采样方法主要工作过程是：罗氏线圈2对被测电流导体1进行测量，将其大电流信号转换成微分信号，经过运算放大器5的放大后，送入模数转换器6中，模数转换器6将送入的模拟信号转换成数字信号，送入数字信号处理器7，数字信号处理器7对模数转换器6送入的数字信号进行积分处理，得到被测电流导体1的真实电流信号，然后送入其预置的有源电力滤波器控制算法中，对有源电力滤波器3进行控制。

Claims (3)

1.一种用于有源电力滤波器的电流采样方法，其特征在于利用有源电力滤波器的控制器自带的模数转换器及数字信号处理器，将开口式柔性罗氏线圈采集的负载电流微分信号转换成数字信号后，由数字信号处理器进行数字积分，还原出真实的负载电流信号，直接用于有源电力滤波器的控制。
2.根据权利要求1所述的用于有源电力滤波器的电流采样方法，其特征在于：所述开口式柔性罗氏线圈作为负载电流信号采集元件，其骨架使用可弯曲的柔性绝缘材料制作。
3.根据权利要求1所述的用于有源电力滤波器的电流采样方法，其特征在于：所述负载电流微分信号由开口式柔性罗氏线圈输出后经放大处理，直接送入有源电力滤波器的控制器。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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