【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大容量试验，具体为一种用于高压谐波电流源的同步控制系统及方法。
技术介绍
1、换流变有载分接开关是一种在变压器励磁或负载下进行操作，用于改变变压器绕组分接连接位置的调压装置。其基本原理是在保证不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，最终达到调压的目的。换流变有载分接开关具有调整范围大、调压速度快、不影响供用电连续性、随时可调性等特点，因此在发电、输电、供电、交通、工矿等领域有广泛的应用，特别是在超/特高压输电系统中的变压器场景中，是实现换流变压器电压调压的核心部件，对保证电力系统电压稳定性起到重要的作用。
2、基于换流站的运行工况，换流变有载分接开关经常在多次谐波叠加的复杂工况下动作，谐波的叠加导致转移电流半周波缩短，且过零点陡度di/dt增大，对真空有载分接开关中的真空灭弧室转移电流能力提出极大挑战，同时故障率上升。随着柔性直流技术发展，有载分接开关带谐波电流切换的工况日益凸显，对分接开关可靠性提出更高要求，目前的评价比标准只是在常规直流系统的研究基础，并未提出带谐波电流的负载切换试验要求。因此有必要开展换流变真空有载分接开关谐波切换能力的试验验证。而要建立等价性高的谐波电流切换试验条件则需要设计合适的高压谐波电流源装置。由于应用对象对高压谐波电流源装置的同步控制要求较高，不仅需要足够的准确性和可靠性，还需要能够随着被试有载分接开关动作的分散性变化而平滑调整，而且还需利用判断逻辑对变流器单元起到保护的作用，现有对高压谐波电流源装置的控制方式已无法
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的对高压谐波电流源装置的控制方法由于准确性和可靠性低，无法满足带谐波电流的负载切换试验要求的问题，本专利技术提供一种用于高压谐波电流源的同步控制系统及方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术提供一种用于高压谐波电流源的同步控制系统，包括基波电流源同步控制模块、控制与a/d转换模块、谐波电流输出控制模块和试验控制模块；
4、所述基波电流源同步控制模块：用于对基波电源电压同步信号进行采集并转换为所需电压的电压信号，将电压信号作为同步的基准信号输送给控制与a/d转换模块；
5、所述试验控制模块：用于根据目标试验电流发出指令，并将指令传送给控制与a/d转换模块；
6、所述控制与a/d转换模块：用于接收试验控制模块发出的指令和基波电流源同步控制模块发出的基准信号，并根据指令和基准信号进行逻辑判断，并将逻辑判断结果转变为数字信号输送给谐波电流输出控制模块；
7、所述谐波电流输出控制模块：用于接收控制与a/d转换模块输出的数字信号，并根据逻辑判断结果将基波电流和谐波电流进行叠加，输出含有谐波分量的试验电流，并将输出的试验电流信息反馈至控制与a/d转换模块；
8、控制与a/d转换模块判断试验电流是否与试验控制模块发出的指令相符；是，则输出目标试验电流；否，则继续按指令做出逻辑判断，并将逻辑判断结果转变为数字信号输送给谐波电流输出控制模块，直至谐波电流输出控制模块输出目标试验电流。
9、进一步地，所述基波电流源同步控制模块包括电压采集单元、高阻隔离电路和调理电路，所述电压采集单元采集基波电源电压同步信号，并将基波电源电压同步信号传输给高阻隔离电路，高阻隔离电路对基波电源电压同步信号进行调压，并将调压后的基波电源电压同步信号传送给调理电路；调理电路将调压后的基波电源电压同步信号进行放大处理，使其符合dsp的采样条件，并将放大处理后的电压信号作为同步的基准信号输送给控制与a/d转换模块。
10、进一步地，所述电压采集单元包括电压互感器和电压输出，电压互感器采集基波电源电压同步信号并转变为100v的电压信号，并传送给高阻隔离电路。
11、进一步地，所述高阻隔离电路将基波电源电压同步信号调压至0.5v，并将调压后的基波电源电压同步信号传送给调理电路。
12、进一步地，所述调理电路将调压后的基波电源电压同步信号放大处理至0～3v。
13、进一步地，所述控制与a/d转换模块包括微处理器单元和a/d转换单元，所述微处理器单元根据接收的试验控制模块发出的指令和基波电流源同步控制模块发出的基准信号进行逻辑判断，并将逻辑判断结果转至a/d转换单元，a/d转换单元将逻辑判断结果转变为数字信号输送给谐波电流输出控制模块。
14、进一步地，所述谐波电流输出控制模块包括试验电流跟踪器、igbt驱动电路、霍尔电流采样电路和谐波电流输出控制器；所述谐波电流输出控制器接收控制与a/d转换模块的数字信号，并按逻辑判断结果控制igbt驱动电路输出所需谐波电流分量，谐波电流分量与基波电流叠加后得到含有谐波分量的试验电流，所述霍尔电流采样电路测量试验电流，并将测量结果反馈给试验电流跟踪器，所述试验电流跟踪器对含有谐波分量的试验电流的实时参数进行跟踪，并将跟踪信号反馈给控制与a/d转换模块，控制与a/d转换模块根据跟踪信号调整谐波电流的幅值和叠加时刻的相位角，再将调整后的结果转换为数字信号输送给谐波电流输出控制器，谐波电流输出控制器按调整后的结果控制igbt驱动电路输出谐波电流分量，直至igbt驱动电路输出的谐波电流分量与基波电流叠加后达到目标试验电流的要求。
15、进一步地，所述试验控制模块包括试验指令发出单元和控制指令隔离检测电路，所述试验指令发出单元根据试验需求及目标试验电流发出指令给控制指令隔离检测电路，所述控制指令隔离检测电路接收指令并转变为光信号，再转换为3.5v的高电平电信号输入控制与a/d转换模块。
16、进一步地，所述控制与a/d转换模块内置逻辑判断程序，所述逻辑判断程序包括试验指令状态、开关端口电压值、开关的合/分状态、延时输出设置、设备安全状态判断、保护阈值设置与控制及分散性跟踪与调节。
17、一种利用上述系统进行于高压谐波电流源同步控制的方法，包括：
18、对基波电源电压同步信号进行采集并转换为所需电压的电压信号；
19、根据试验需求设置目标试验电流；
20、根据设置的目标试验电流，将所需电压的电压信号作为同步的基准信号，调节谐波电流的幅值和叠加时刻的相位角；
21、将调节后的谐波电流与基波电流叠加，输出含有谐波分量的试验电流；
22、判断输出的试验电流是否为目标试验电流；是，则输出目标试验电流，否，则继续调整谐波电流的幅值和叠加时刻的相位角，直至输出的试验电流达到目标试验电流的要求。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、本专利技术一种用于高压谐波电流源的同步控制系统，包括基波电流源同步控制模块、控制与a/d转换模块、谐波电流输出控制模块和试验控制模块；
25、所述基波电流源同步控制模块的设置实现了对基波电源电压同步信号进行采集并转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，包括基波电流源同步控制模块(1)、控制与A/D转换模块(2)、谐波电流输出控制模块(3)和试验控制模块(4)；
2.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述基波电流源同步控制模块(1)包括电压采集单元(11)、高阻隔离电路(12)和调理电路(13)，所述电压采集单元(11)采集基波电源电压同步信号，并将基波电源电压同步信号传输给高阻隔离电路(12)，高阻隔离电路(12)对基波电源电压同步信号进行调压，并将调压后的基波电源电压同步信号传送给调理电路(13)；调理电路(13)将调压后的基波电源电压同步信号进行放大处理，使其符合DSP的采样条件，并将放大处理后的电压信号作为同步的基准信号输送给控制与A/D转换模块(2)。
3.根据权利要求2所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述电压采集单元(11)包括电压互感器和电压输出，电压互感器采集基波电源电压同步信号并转变为100V的电压信号，并传送给高阻隔离电路(12)。
4.根据权利要求3所述的用于高压谐波
5.根据权利要求4所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述调理电路(13)将调压后的基波电源电压同步信号放大处理至0～3V。
6.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述控制与A/D转换模块(2)包括微处理器单元和A/D转换单元，所述微处理器单元根据接收的试验控制模块(4)发出的指令和基波电流源同步控制模块(1)发出的基准信号进行逻辑判断，并将逻辑判断结果转至A/D转换单元，A/D转换单元将逻辑判断结果转变为数字信号输送给谐波电流输出控制模块(3)。
7.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述谐波电流输出控制模块(3)包括试验电流跟踪器(31)、IGBT驱动电路(32)、霍尔电流采样电路(33)和谐波电流输出控制器(34)；所述谐波电流输出控制器(34)接收控制与A/D转换模块(2)的数字信号，并按逻辑判断结果控制IGBT驱动电路(32)输出所需谐波电流分量，谐波电流分量与基波电流叠加后得到含有谐波分量的试验电流，所述霍尔电流采样电路(33)测量试验电流，并将测量结果反馈给试验电流跟踪器(31)，所述试验电流跟踪器(31)对含有谐波分量的试验电流的实时参数进行跟踪，并将跟踪信号反馈给控制与A/D转换模块(2)，控制与A/D转换模块(2)根据跟踪信号调整谐波电流的幅值和叠加时刻的相位角，再将调整后的结果转换为数字信号输送给谐波电流输出控制器(34)，谐波电流输出控制器(34)按调整后的结果控制IGBT驱动电路(32)输出谐波电流分量，直至IGBT驱动电路(32)输出的谐波电流分量与基波电流叠加后达到目标试验电流的要求。
8.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述试验控制模块(4)包括试验指令发出单元(41)和控制指令隔离检测电路(42)，所述试验指令发出单元(41)根据试验需求及目标试验电流发出指令给控制指令隔离检测电路(42)，所述控制指令隔离检测电路(42)接收指令并转变为光信号，再转换为3.5V的高电平电信号输入控制与A/D转换模块(2)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述控制与A/D转换模块(2)内置逻辑判断程序，所述逻辑判断程序包括试验指令状态、开关端口电压值、开关的合/分状态、延时输出设置、设备安全状态判断、保护阈值设置与控制及分散性跟踪与调节。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述系统进行于高压谐波电流源同步控制的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，包括基波电流源同步控制模块(1)、控制与a/d转换模块(2)、谐波电流输出控制模块(3)和试验控制模块(4)；
2.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述基波电流源同步控制模块(1)包括电压采集单元(11)、高阻隔离电路(12)和调理电路(13)，所述电压采集单元(11)采集基波电源电压同步信号，并将基波电源电压同步信号传输给高阻隔离电路(12)，高阻隔离电路(12)对基波电源电压同步信号进行调压，并将调压后的基波电源电压同步信号传送给调理电路(13)；调理电路(13)将调压后的基波电源电压同步信号进行放大处理，使其符合dsp的采样条件，并将放大处理后的电压信号作为同步的基准信号输送给控制与a/d转换模块(2)。
3.根据权利要求2所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述电压采集单元(11)包括电压互感器和电压输出，电压互感器采集基波电源电压同步信号并转变为100v的电压信号，并传送给高阻隔离电路(12)。
4.根据权利要求3所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述高阻隔离电路(12)将基波电源电压同步信号调压至0.5v，并将调压后的基波电源电压同步信号传送给调理电路(13)。
5.根据权利要求4所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述调理电路(13)将调压后的基波电源电压同步信号放大处理至0～3v。
6.根据权利要求1所述的用于高压谐波电流源的同步控制系统，其特征在于，所述控制与a/d转换模块(2)包括微处理器单元和a/d转换单元，所述微处理器单元根据接收的试验控制模块(4)发出的指令和基波电流源同步控制模块(1)发出的基准信号进行逻辑判断，并将逻辑判断结果转至a/d转换单元，a/d转换单元将逻辑判断结果转变为数字信号输送给谐波电流输出控制模块(3)。
【专利技术属性】
技术研发人员：范广伟，王培人，杜俊琛，李涛，孙茂原，
申请(专利权)人：西安高压电器研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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