CN113985102A - 一种双重功率柜动态电压检测的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双重功率柜动态电压检测的系统及方法，涉及钢铁生产技术领域，包括电源控制单元、高频转换单元、浪涌隔离单元、电压矢量采集单元、光电转换传输单元，所述电源控制单元用于对电源系统实行精量化无干扰的控制，同时维持整个电源系统的持续性；所述高频转换单元用于将电源频率进行转换及平波虑扰输出，通过频率高频化转换进行矢量采集的高速化及数据准确化；本发明能够精准量化无偏差的实现双重功率柜动态电压检测，进而实现对同步位置及同步感应角的无干扰无偏差检测，在精轧机组启动的时候确保电序的准确无偏差，不会导致精轧相关传动组件的转动偏差以及转动劣化，进而实现精轧系统及精轧机组的长周期安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，尤其涉及一种双重功率柜动态电压检测的系统及方法。
背景技术
轧钢厂双重功率柜动态电压检测非常重要，直接关系到精轧6000KW同步电机负载换向逆变器的安全稳定运行，具体来讲，双重功率柜动态电压检测的准确性与抗干扰性直接关系到整个控制系统的稳定运行及以及各个控制部分的有序及量化衔接；
整个精轧6000KW同步电机负载换向逆变器由控制柜A500、系统一整流柜A111、系统一逆变柜A112、电抗均流柜A200、系统二整流柜A111、系统二逆变柜A112、励磁柜组成，整个系统的上述6个控制子系统与双重功率柜动态电压检测息息相关，因为双重功率柜动态电压检测直接关系到转子位置的检测及初始定位的精准量化及精准识别，但是原有的检测技术抗干扰能力差，精准量化程度以及转子位置转化精准度较差，进而导致位置识别系统出现偏差，影响整个精轧机组的安全稳定运行，因此，本发明提出一种双重功率柜动态电压检测的系统及方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种双重功率柜动态电压检测的系统及方法，该双重功率柜动态电压检测的系统及方法能够精准量化无偏差的实现双重功率柜动态电压检测，进而实现对同步位置及同步感应角的无干扰无偏差检测，在精轧机组启动的时候确保电序的准确无偏差，不会导致精轧相关传动组件的转动偏差以及转动劣化，进而实现精轧系统及精轧机组的长周期安全稳定运行。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种双重功率柜动态电压检测的系统，包括电源控制单元、高频转换单元、浪涌隔离单元、电压矢量采集单元、光电转换传输单元，所述电源控制单元用于对电源系统实行精量化无干扰的控制，同时维持整个电源系统的持续性；所述高频转换单元用于将电源频率进行转换及平波虑扰输出，通过频率高频化转换进行矢量采集的高速化及数据准确化；所述浪涌隔离单元用于对驱动信号及传输信号的浪涌隔离及浪涌吸收，消除外部环境因数对信号的干扰及扰动；
所述电压矢量采集单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号并进行采集及量化转换；所述光电转换传输单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号的量化信号进行电光转换，进而进行光信号及光纤传输。
进一步改进在于：所述电源控制单元通过从输入不间断性及输入无扰动性，进而实现输出的连续性，以及输出的量化调节及量化可控，对电源环节进行不间断、量化、补偿的综合调控，所述电源控制单元包括高低压室动力柜交流电源和直流整流装置，所述高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测，所述直流整流装置通过内部程序化计算及元器件转换输出24V直流电源，所述高低压室动力柜交流电源为双路双保险电源，其中一路为正常交变输出电源，另外一路为不间断互保补充电源，24V直流电源的输入及输出分别有相序性，其中输入端分别标识为L及N，输出端分别标识为P及M。
进一步改进在于：所述高频转换单元通过内部的高频运算及高频转换实现频率升级、信号质量及信号密集度同步提升，所述高频转换单元为60KHZ高频供电单元，24V直流电源的正负两相分别输出至60KHZ高频供电单元，60KHZ高频供电单元内部进行程序化计算、内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌隔离单元并进行内部及输入输出屏蔽处理，24V直流电源与60KHZ高频供电单元采用电路板控制衔接。
进一步改进在于：所述浪涌隔离单元对信号进行前期采集及中期修正以及后期闭环补偿扰动，从而对整体信号的去干扰化控制，所述浪涌隔离单元包括浪涌吸收器和隔离变压器，所述浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，所述隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，所述浪涌吸收器的进出线均采用多芯细铜丝进行，且浪涌吸收器输出的信号经过双重屏蔽处理；
进一步改进在于：所述电压矢量采集单元对中压绕组回路进行动态均压及动态修正，所述电压矢量采集单元包括AVT组件、驱动组件、隔离组件和放大组件，所述中压绕组回路包括序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻，所述隔离变压器进行电网隔离及比例转换并利用高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动，所述AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，所述序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述隔离变压器通过驱动组件、隔离组件和放大组件进行组合联动，在信号隔离的同时对检测的小型信号进行放大，所述AVT组件作为中间环节，对两端辅助功能进行集中转换、数据换算及矢量转换并采集；
进一步改进在于：所述光电转换传输单元为PSA组件，所述序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件，所述AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，所述AVT组件及PSA组件通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输。
一种双重功率柜动态电压检测的方法，包括以下步骤：
步骤一：启动电源控制单元，通过高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测；
步骤二：直流整流装置通过内部程序化计算及相关元器件转换后输出24V直流电源，24V直流电源的正负两相分别输出到60KHZ高频供电单元；
步骤三：启动高频转换单元，利用60KHZ高频供电单元进行程序化计算及内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌吸收器并进行内部及输入输出屏蔽处理；
步骤四：启动浪涌隔离单元，利用浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，经过隔离变压器进行电网隔离及比例转换后的高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动；
步骤五：AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，然后，序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件；
步骤六：AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输。
进一步改进在于：所述步骤三中，60KHZ高频供电单元的安装方式为采用米字螺栓与背板螺纹紧扣的方式。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过高低压室动力柜交流电源给直流电源整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测，利用直流整流装置转换后输出24V直流电源，24V直流电源的正负两相分别输出到60KHZ高频供电单元，利用60KHZ高频供电单元进行程序化计算及逻辑运算输出高频电序给浪涌吸收器，利用浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，经过隔离变压器进行电网隔离及比例转换后的高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动，利用AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，并将电压矢量信号传输给功率组件PSA，通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输，综上，能够精准量化无偏差的实现双重功率柜动态电压检测，进而实现对同步位置及同步感应角的无干扰无偏差检测，在精轧机组启动的时候确保电序的准确无偏差，不会导致精轧相关传动组件的转动偏差以及转动劣化，进而实现精轧系统及精轧机组的长周期安全稳定运行。
2、本发明对于电源的整体控制过程，电源控制单元能够实现从输入不间断性及输入无扰动性，进而实现输出的连续性，以及输出的量化调节及量化可控，在这个过程中能够实现对电源环节的不间断性、量化性、补偿性综合调控。
3、本发明对于频率级别信号采集及信号运算的联动过程，高频转换单元能够通过内部的高频运算及高频转换进而实现频率升级的同时实现信号质量及信号密集度的同步提升。
4、本发明通过浪涌隔离单元能够在对信号进行前期采集及中期修正以及后期闭环补偿扰动，通过三个阶段的优化控制实现对整体信号的去干扰化控制。
5、本发明通过电压矢量采集单元能够通过绕组组件及精密检查及修正元器件进行动态均压及动态修正，进而确保电压采集末端实现安全可控及安全运行。
6、本发明电光转换后的光信号较电信号具有更好的稳定性及传输优越性，光电转换传输单元基于上述特性对电压矢量信号进行了优化组合及优化输出，实现了信号采集及信号输出的稳定性及受控波形化。
附图说明
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提出了一种双重功率柜动态电压检测的系统，包括电源控制单元、高频转换单元、浪涌隔离单元、电压矢量采集单元、光电转换传输单元，所述电源控制单元用于对电源系统实行精量化无干扰的控制，同时维持整个电源系统的持续性；所述高频转换单元用于将电源频率进行转换及平波虑扰输出，通过频率高频化转换进行矢量采集的高速化及数据准确化；所述浪涌隔离单元用于对驱动信号及传输信号的浪涌隔离及浪涌吸收，消除外部环境因数对信号的干扰及扰动；
所述电压矢量采集单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号并进行采集及量化转换；所述光电转换传输单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号的量化信号进行电光转换，进而进行光信号及光纤传输。
所述电源控制单元通过从输入不间断性及输入无扰动性，进而实现输出的连续性，以及输出的量化调节及量化可控，对电源环节进行不间断、量化、补偿的综合调控，所述电源控制单元包括高低压室动力柜交流电源和直流整流装置，所述高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测，所述直流整流装置通过内部程序化计算及元器件转换输出24V直流电源，所述高低压室动力柜交流电源为双路双保险电源，其中一路为正常交变输出电源，另外一路为不间断互保补充电源，这种双路电源的配置，从源头上保证了整个电源系统的安全性及稳定性，24V直流电源的输入及输出分别有相序性，其中输入端分别标识为L及N，输出端分别标识为P及M，可视化的电序标识及输入输出端的区别化标识，能够提高整个系统的稳定性、抗干扰性，以及故障排查时的快捷性及有序性。
所述高频转换单元通过内部的高频运算及高频转换实现频率升级、信号质量及信号密集度同步提升，所述高频转换单元为60KHZ高频供电单元，24V直流电源的正负两相分别输出至60KHZ高频供电单元，60KHZ高频供电单元内部进行程序化计算、内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌隔离单元并进行内部及输入输出屏蔽处理，24V直流电源与60KHZ高频供电单元采用电路板控制衔接，电路板的内部组件的优化设计实现了对衔接环节的无衰减及无扰动。
所述浪涌隔离单元对信号进行前期采集及中期修正以及后期闭环补偿扰动，从而对整体信号的去干扰化控制，所述浪涌隔离单元包括浪涌吸收器和隔离变压器，所述浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，所述隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，所述浪涌吸收器的进出线均采用多芯细铜丝进行，这样的架构能够确保整个系统在浪涌吸收以及单独的过电压过电流状态下的输出稳定，且浪涌吸收器输出的信号经过双重屏蔽处理，能够确保输出信号无衰减的同时实现无扰动；
所述电压矢量采集单元对中压绕组回路进行动态均压及动态修正，所述电压矢量采集单元包括AVT组件、驱动组件、隔离组件和放大组件，所述中压绕组回路包括序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻，所述隔离变压器进行电网隔离及比例转换并利用高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动，所述AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，所述序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述隔离变压器通过驱动组件、隔离组件和放大组件进行组合联动，在信号隔离的同时对检测的小型信号进行放大，所述AVT组件作为中间环节，对两端辅助功能进行集中转换、数据换算及矢量转换并采集；
所述光电转换传输单元为PSA组件，所述序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件，精密电阻具有动态均压及动态消压的作用，在整个中压回路的安全转换过程中起到了非常重要的安全保障作用，所述AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，所述AVT组件及PSA组件通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行安全及高速传输。
实施例二
根据图2所示，本实施例提出了一种双重功率柜动态电压检测的方法，包括以下步骤：
步骤一：启动电源控制单元，通过高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测；
步骤二：直流整流装置通过内部程序化计算及相关元器件转换后输出24V直流电源，24V直流电源的正负两相分别输出到60KHZ高频供电单元；
步骤三：启动高频转换单元，利用60KHZ高频供电单元进行程序化计算及内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌吸收器并进行内部及输入输出屏蔽处理，其中，60KHZ高频供电单元的安装方式为采用米字螺栓与背板螺纹紧扣的方式，这样的方式能够确保整个组件在双重功率柜风冷冲击下的无震动性；
步骤四：启动浪涌隔离单元，利用浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，经过隔离变压器进行电网隔离及比例转换后的高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动；
步骤五：AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，然后，序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件；
步骤六：AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输。
本发明通过高低压室动力柜交流电源给直流电源整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测，利用直流整流装置转换后输出24V直流电源，24V直流电源的正负两相分别输出到60KHZ高频供电单元，利用60KHZ高频供电单元进行程序化计算及逻辑运算输出高频电序给浪涌吸收器，利用浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，经过隔离变压器进行电网隔离及比例转换后的高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动，利用AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，并将电压矢量信号传输给功率组件PSA，通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输，综上，能够精准量化无偏差的实现双重功率柜动态电压检测，进而实现对同步位置及同步感应角的无干扰无偏差检测，在精轧机组启动的时候确保电序的准确无偏差，不会导致精轧相关传动组件的转动偏差以及转动劣化，进而实现精轧系统及精轧机组的长周期安全稳定运行，且本发明对于电源的整体控制过程，电源控制单元能够实现从输入不间断性及输入无扰动性，进而实现输出的连续性，以及输出的量化调节及量化可控，在这个过程中能够实现对电源环节的不间断性、量化性、补偿性综合调控，同时，本发明对于频率级别信号采集及信号运算的联动过程，高频转换单元能够通过内部的高频运算及高频转换进而实现频率升级的同时实现信号质量及信号密集度的同步提升，另外，本发明通过浪涌隔离单元能够在对信号进行前期采集及中期修正以及后期闭环补偿扰动，通过三个阶段的优化控制实现对整体信号的去干扰化控制，接着，本发明通过电压矢量采集单元能够通过绕组组件及精密检查及修正元器件进行动态均压及动态修正，进而确保电压采集末端实现安全可控及安全运行，最后，本发明电光转换后的光信号较电信号具有更好的稳定性及传输优越性，光电转换传输单元基于上述特性对电压矢量信号进行了优化组合及优化输出，实现了信号采集及信号输出的稳定性及受控波形化。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种双重功率柜动态电压检测的系统，包括电源控制单元、高频转换单元、浪涌隔离单元、电压矢量采集单元、光电转换传输单元，其特征在于：所述电源控制单元用于对电源系统实行精量化无干扰的控制，同时维持整个电源系统的持续性；所述高频转换单元用于将电源频率进行转换及平波虑扰输出，通过频率高频化转换进行矢量采集的高速化及数据准确化；所述浪涌隔离单元用于对驱动信号及传输信号的浪涌隔离及浪涌吸收，消除外部环境因数对信号的干扰及扰动；
所述电压矢量采集单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号并进行采集及量化转换；所述光电转换传输单元用于将中压绕组回路的电信号转换为矢量信号的量化信号进行电光转换，进而进行光信号及光纤传输。
2.根据权利要求1所述的一种双重功率柜动态电压检测的系统，其特征在于：所述电源控制单元通过从输入不间断性及输入无扰动性，进而实现输出的连续性，以及输出的量化调节及量化可控，对电源环节进行不间断、量化、补偿的综合调控，所述电源控制单元包括高低压室动力柜交流电源和直流整流装置，所述高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测，所述直流整流装置通过内部程序化计算及元器件转换输出24V直流电源，所述高低压室动力柜交流电源为双路双保险电源，其中一路为正常交变输出电源，另外一路为不间断互保补充电源，24V直流电源的输入及输出分别有相序性，其中输入端分别标识为L及N，输出端分别标识为P及M。
3.根据权利要求2所述的一种双重功率柜动态电压检测的系统，其特征在于：所述高频转换单元通过内部的高频运算及高频转换实现频率升级、信号质量及信号密集度同步提升，所述高频转换单元为60KHZ高频供电单元，24V直流电源的正负两相分别输出至60KHZ高频供电单元，60KHZ高频供电单元内部进行程序化计算、内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌隔离单元并进行内部及输入输出屏蔽处理，24V直流电源与60KHZ高频供电单元采用电路板控制衔接。
4.根据权利要求3所述的一种双重功率柜动态电压检测的系统，其特征在于：所述浪涌隔离单元对信号进行前期采集及中期修正以及后期闭环补偿扰动，从而对整体信号的去干扰化控制，所述浪涌隔离单元包括浪涌吸收器和隔离变压器，所述浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，所述隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，所述浪涌吸收器的进出线均采用多芯细铜丝进行，且浪涌吸收器输出的信号经过双重屏蔽处理。
5.根据权利要求4所述的一种双重功率柜动态电压检测的系统，其特征在于：所述电压矢量采集单元对中压绕组回路进行动态均压及动态修正，所述电压矢量采集单元包括AVT组件、驱动组件、隔离组件和放大组件，所述中压绕组回路包括序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻，所述隔离变压器进行电网隔离及比例转换并利用高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动，所述AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，所述序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，所述隔离变压器通过驱动组件、隔离组件和放大组件进行组合联动，在信号隔离的同时对检测的小型信号进行放大，所述AVT组件作为中间环节，对两端辅助功能进行集中转换、数据换算及矢量转换并采集。
6.根据权利要求5所述的一种双重功率柜动态电压检测的系统，其特征在于：所述光电转换传输单元为PSA组件，所述序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件，所述AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，所述AVT组件及PSA组件通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输。
7.一种双重功率柜动态电压检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：启动电源控制单元，通过高低压室动力柜交流电源给直流整流装置供电，并对两相电序进行可视化标识及实质性检测；
步骤二：直流整流装置通过内部程序化计算及相关元器件转换后输出24V直流电源，24V直流电源的正负两相分别输出到60KHZ高频供电单元；
步骤三：启动高频转换单元，利用60KHZ高频供电单元进行程序化计算及内部组件的传输以及组合逻辑运算输出，60KHZ高频供电单元输出高频电序给浪涌吸收器并进行内部及输入输出屏蔽处理；
步骤四：启动浪涌隔离单元，利用浪涌吸收器输出经过屏蔽处理后的高频有序电信号给隔离变压器，隔离变压器进行电网隔离、比例转换及高频有序电信号放大输出，经过隔离变压器进行电网隔离及比例转换后的高频有序放大电信号对AVT组件进行驱动；
步骤五：AVT组件对相关实际值信号进行光电隔离及光电转换，然后，序列一主绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列三并列绕组输出与精密电阻进行组合抗干扰及组合均压，序列一主绕组、序列三并列绕组和精密电阻进行组合抗干扰及组合均压后将电压矢量信号传输给AVT组件；
步骤六：AVT组件将电压矢量信号传输给功率组件PSA，通过光电信号的计算以及转换，对电压矢量信号进行传输。
8.根据权利要求7所述的一种双重功率柜动态电压检测的方法，其特征在于：所述步骤三中，60KHZ高频供电单元的安装方式为采用米字螺栓与背板螺纹紧扣的方式。
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