分享
2023年有源滤波柜电流信号采集.docx
下载文档

ID:1699013

大小:20.45KB

页数:6页

格式:DOCX

时间:2023-04-22

收藏 分享赚钱
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,汇文网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:3074922707
2023 有源 滤波 电流 信号 采集
有源滤波柜电流信号采集   有源滤波柜电流信号采集  :对于有源滤波柜中,需要采集的IGBT发出电流信号及负载侧电流信号,提出了霍尔电流传感器采集方法与电流互感器采集方法,分析了霍尔电流传感器与电流互感器各自的特性,并提出了两种条件下应使用的采集方式。   关键词:有源滤波柜 霍尔电流传感器 电流互感器 干扰   中图分类号:O361.4文献标识码:A 文章编号:  1引言  随着我国工业化水平的提高,各行各业对电网的质量要求越来越高,同时工业自动化大量使用的整流器、变频器、中频炉和自动焊接设备等,在电力系统中产生较大的谐波污染,使得系统中的电压、电流的波形发生畸变,造成电网质量恶化,目前,谐波危害已成为电网的最主要公害。有源滤波柜是解决电力系统谐波问题的新型方案。有源滤波柜与谐波源并联,通过实时检测跟踪谐波源负载产生的谐波电流,快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消,从而消除谐波,提高电能质量。故此有源滤波柜需要采集IGBT发出电流信号与负载侧电流信号,而采集的信号的准确性与稳定性,将直接影响有源滤波柜的补偿效果,必须尽可能保证采集的电流信号不受干扰。   目前采集电流信号的方式大致有两种:一种是采用电流霍尔,直接将大电流变为毫安级电流信号供装置使用;一种是采用电流互感器,将大电流变为0~5A电流后再经过电流变送器变为0~5V电压信号供装置使用。   本文将分别分析电流霍尔与电流互感器各自的优缺点,并给出不同位置及使用条件下应采取的电流采集方案。   2霍尔电流传感器的原理及应用  2.1 霍尔电流传感器的工作原理  霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。它有两种工作方式,即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成。   直放式电流传感器(开环式)(如图1所示):众所周知,当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V。     图1 直放式电流传感器  磁平衡式电流传感器(闭环式)(如图2所示):磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈,电流所产生的磁场进行补偿, 从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。当原边导线经过电流传感器时,原边电流IP会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式: ISx NS= IPxNP。(其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数;NP/NS—匝数比,一般取NP=1。)  图2 磁平衡式电流传感器  2.2霍尔电流传感器的应用  近年来,自动化系统中大量使用大功率晶体管、整流器和可控硅,普遍采用交流变频调速及脉宽调制电路,使得电路中不再只是传统的50周的正弦波,出现了各种不同的波形。对于这类电路,采用传统的测量方法不能反响其真实波形,而且电流、电压检出元件也不适应中高频、高di/dt电流波形的传感和检测。   霍尔效应传感器,可以测量任意波形的电流和电压。输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。针对霍尔效应传感器普遍存在温度漂移大的缺点,采用补偿电路进行控制,有效地减少了温度对测量精度的影响,确保测量准确;具有精度高、安装方便、售价低的特点。   2.3 霍尔电流传感器的特点  直放式霍尔电流传感器(50A……10000A) Ⅰ、测量频率: 0……50KHz Ⅱ、反响 <7uS Ⅲ、线性度: 1% Ⅳ、电源耗电少  磁平衡霍尔电流传感器(1A……1000A) Ⅰ、测量频率: 0……150KHz Ⅱ、精度: 0.2% Ⅲ、反响 <1uS Ⅳ、线性度好: 0.1%  3电流互感器的原理及特点  3.1 电流互感器的原理  电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路,所以原、副边电压U1和Uc2都很小,励磁电流I0也很小。   电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形(图3 a、b、c)。     图3 电流互感器与测量仪表的接线  3.2 电流互感器的特点  一次线圈串联在电路中,并且匝数很少,因此一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流,而与二次电流无关;电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小,所以正常情况下,电流互感器在近于短路状态下运行;  电流互感器副边不允许开路。     4、IGBT发出电流的采集分析  1、目前使用的IGBT功率还不是很大,其发出的电流不高于200A,所以使用的电缆不会很粗,霍尔电流传感器与电流互感器均可以使用;  2、IGBT装于有源滤波柜体中,其发出的电流到PCB板的距离很近,霍尔电流互感器采用屏蔽电缆采集信号,屏蔽线离大电流电线也比拟远,对采集信号不会造成多大影响;电流互感器也可以使用,但需要多加一个电流变送器,多增加一次电流转换,会有一定的信号延迟,其准确性也不如霍尔电流互感器精准;  3、霍尔电流传感器的速度非常快,检测速度可以满足IGBI过流保护动作的要求,线性度也非常好,对电流检测具有很高的线性度;电流互感器的精度与反响时间没有霍尔电流传感器优越。     5、负载侧电流的采集分析  1、一般情况下,负载侧的谐波率为30%左右,即负载侧电流会是IGBT发出电流的3倍左右,使用的电缆或铜排都会比拟粗,而电流霍尔的中心孔径都不大,在大电流情况下,霍尔电流传感器无法直接使用;电流互感器的适用范围就很广了,多大电流的电缆和铜排都有与其相对应的电流互感器;  2、有源滤波柜是并联安装与电网上,与负载为并联安装,实际使用现场负载可能离APF柜很远,假设采用屏蔽电缆传输信号的话,由于其传输的信号为毫安级电流信号,信号的衰减和干扰都会非常严重,严重影响有源滤波柜的准确补偿;采用电流互感器,其二次侧为0~5A电流,即便经远距离传输,电流信号都不会受到多大影响;  3、电流互感器与电流变送器尽量选择精度比拟高点的,电流变送器的输出信号仍采用屏蔽电缆。     6、结论  经以上分析,我们可以得出以下结论,对于IGBT发出电流的采集,采用霍尔电流互感器,充分发挥霍尔电流互感器的速度快、线性度好等优势;对于负载侧电流信号的采集,采用电流互感器加电流变送器的方式,充分发挥电流互感器远距离传输信号的优势。     7、参考文献  1 唐治平,杨胡萍等 供配电技术 北京:电子工业出版社,2022,10;  2 陈艾 敏感材料与传感器 北京:化学工业出版社,2004,10;  3 沙占有 集成化智能传感器原理与应用北京:电子工业出版社,2004,01;  4贺家李,宋从矩 电力系统继电保护原理北京:水利电力出版社,1985。

此文档下载收益归作者所有

下载文档
你可能关注的文档
收起
展开