一種三相高壓大電流功率源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相高壓大電流功率源。其包括由控制系統(tǒng)、低壓信號(hào)源、功率放大器、三臺(tái)相同的氣體絕緣式升壓升流器和反饋回路順序連接而組成閉環(huán)系統(tǒng)，其特征在于：所述的低壓信號(hào)源包括三相電壓低壓信號(hào)源和三相電流低壓信號(hào)源；所述的功率放大器包括三相電壓功率放大器和三相電流功率放大器,所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的反饋回路輸出信號(hào)調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源的輸出。該裝置可用于10kV~35kV三相三線或三相四線接線方式的高壓電能表的整體性能檢測(cè)和計(jì)量檢定。
【專利說明】一種三相高壓大電流功率源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相高壓大電流功率源。
【背景技術(shù)】
[0002]電能計(jì)量裝置是發(fā)、供、用電三方進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具，其安全性、準(zhǔn)確性和可靠性尤為重要。傳統(tǒng)電能計(jì)量裝置(如高壓電能計(jì)量柜和高壓電力計(jì)量箱)，是組合式電力設(shè)備，由安裝在高壓電網(wǎng)的互感器和安裝在互感器低壓二次回路的電能表組成，一般采用分部件檢定方式保證其電能計(jì)量性能。
[0003]隨著電力系統(tǒng)二次設(shè)備的電子化和數(shù)字化，體積小、重量輕的非傳統(tǒng)互感器和電子式電能表電路組成的一體化儀表，即新型直接接入式高壓電能表逐漸在10kV~35kV電力線路中逐漸投入使用。這種高壓電能表一次與高電壓、大電流直接接觸，二次輸出電能脈沖信號(hào)，傳統(tǒng)的分部件檢定方式對(duì)其不再適用，因此需要研制能夠?qū)Ω邏弘娔鼙韺?shí)施整體檢測(cè)和計(jì)量檢定的相關(guān)設(shè)備。
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提出一種三相高壓大電流功率源，該功率源能夠輸出頻率、幅值、相位可控的三相高電壓和大電流，滿足現(xiàn)行電能表檢定裝置國標(biāo)中對(duì)于電源的調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)細(xì)度、對(duì)稱度、波形失真度、功率穩(wěn)定度等技術(shù)指標(biāo)的具體要求，能夠用于10kV^35kV三相三線或三相四線接線方式的高壓電能表的整體性能檢測(cè)和計(jì)量檢定。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，本實(shí)用新型通過控制系統(tǒng)采集反饋回路輸出信號(hào)，然后控制系統(tǒng)根據(jù)該信號(hào)調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源的輸出，并通過功率放大器、氣體絕緣式升壓升流器放大信號(hào)，使該裝置可用于10kV~`35kV三相三線或三相四線接線方式的高壓電能表的整體性能檢測(cè)和計(jì)量檢定。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種三相高壓大電流功率源，包括由控制系統(tǒng)、低壓信號(hào)源、功率放大器、氣體絕緣式升壓升流器和反饋回路順序連接而組成閉環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述的低壓信號(hào)源包括三相電壓低壓信號(hào)源和三相電流低壓信號(hào)源；所述的功率放大器包括三相電壓功率放大器和三相電流功率放大器，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的反饋回路輸出信號(hào)調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源的輸出。
[0007]如上所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述低壓信號(hào)源采用了數(shù)字合成技術(shù)和鎖相技術(shù)，由晶振、可編程計(jì)數(shù)器、鎖相環(huán)、微控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和放大器組成。
[0008]如上所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述控制系統(tǒng)分為電壓、電流輸出值設(shè)定，幅值、頻率、相位測(cè)量，幅值、頻率、相位調(diào)節(jié)三部分。
[0009]如上所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述三相電壓功率放大器選用額定輸出功率為2kVA的PSUlO型功率放大器，三相電流功率放大器選用額定輸出功率為2kVA的PSIlO型功率放大器。
[0010]如上所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述的每臺(tái)氣體絕緣式升壓升流器，其升壓器的額定輸入電壓為200V，額定輸出電壓為kV，額定輸出容量2kVA ;升流器的額定輸入電流為100A，額定輸出電流為1000A額定輸出容量2kVA。
[0011]如上所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述的每臺(tái)氣體絕緣式升壓升流器密封罐體內(nèi)的電流互感器和電壓互感器將大電流高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)和低壓信號(hào)，其中一路連接至反饋回路，另一路連接至低壓標(biāo)準(zhǔn)電能表。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供的三相高壓大電流功率源能夠輸出頻率、幅值、相位可控的三相高電壓和大電流，滿足現(xiàn)行電能表檢定裝置國標(biāo)中對(duì)于電源的調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)細(xì)度、對(duì)稱度、波形失真度、功率穩(wěn)定度等技術(shù)指標(biāo)的具體要求，能夠用于10kV^35kV三相三線或三相四線接線方式的高壓電能表的整體性能檢測(cè)和計(jì)量檢定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例三相高壓大電流功率源的原理示意圖；
[0015]圖3是低壓信號(hào)源的原理圖；
[0016]圖4是氣體絕緣式升壓升流器的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖5是應(yīng)用本功率源檢定聞壓電能表的接線意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]附圖標(biāo)記說明:
[0019]I一控制系統(tǒng)，2—低壓信號(hào)源、3—功率放大器、4一氣體絕緣式升壓升流器、5—反饋回路
[0020]2UA、2UB、2UC分別為三相電壓低壓信號(hào)源的輸出，2IA、2IB、2IC分別為三相電流低壓信號(hào)源的輸出；
[0021]3UA、3UB、3UC分別為三相電壓功率放大器的輸出、3IA、3IB、3ICC分別為功三相電流功率放大器的輸出；
[0022]4A、4B、4C為氣體絕緣式升壓升流器的輸出；
[0023]5A、5B、5C為反饋電路的輸出。
[0024]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣在本申請(qǐng)所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。
[0025]如附圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種額定電壓kV、額定電流1000A的三相高壓大電流功率源，由控制系統(tǒng)1、低壓信號(hào)源2、功率放大器3、三臺(tái)相同氣體絕緣式升壓升流器4和反饋回路5組成；低壓信號(hào)源2包括三相電壓低壓信號(hào)源和三相電流低壓信號(hào)源；功率放大器3包括三相電壓功率放大器和三相電流功率放大器。
[0026]所述控制系統(tǒng)I將電壓和電流的幅值、頻率和相位等設(shè)定值通過數(shù)據(jù)總線分別輸入至三相電壓和三相電流低壓信號(hào)源2UA、2IA、2UB、2IB、2UC、2IC，控制系統(tǒng)I同時(shí)接收反饋回路5A、5B、5C的信號(hào)，比較反饋值和設(shè)定值的差異，進(jìn)而調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源2的輸出，確保功率源的準(zhǔn)確穩(wěn)定。
[0027]如圖3所示，所述低壓信號(hào)源2采用了數(shù)字合成技術(shù)和鎖相技術(shù)，由晶振、可編程計(jì)數(shù)器、鎖相環(huán)、微控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和放大器組成，控制系統(tǒng)I通過對(duì)可編程計(jì)數(shù)器的寫入來實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)輸出時(shí)鐘信號(hào)的頻率預(yù)置，然后在微控制器的指令下給波形合成器中的D/A轉(zhuǎn)換器AD7521提供離散的正弦波數(shù)字量，通過D/A轉(zhuǎn)換器和放大器UA741將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有一定相位關(guān)系的(T5V模擬電壓信號(hào)，輸入至功率放大器3。
[0028]所述三相電壓功率放大器3UA、3UB、3UC選用額定輸出功率為2kVA的PSUlO型功率放大器，三相電流功率放大器3IA、3IB、3IC選用額定輸出功率為2kVA的PSIlO型功率放大器，將低壓信號(hào)源2提供的(T5V模擬調(diào)制信號(hào)，經(jīng)放大器后和高頻濾波后得到幅度和功率均放大的調(diào)制信號(hào)，三相電壓輸出范圍為0~200V，三相電流輸出范圍為0-100Α，三相電壓和電流信號(hào)分別輸入三相氣體絕緣式升壓升流器4A、4B、4C。該功率源輸出準(zhǔn)確穩(wěn)定，效率高，且內(nèi)部電路提供了過載保護(hù)、輸出開路保護(hù)、電網(wǎng)供電電壓的中斷保護(hù)和外部負(fù)載的反饋干擾保護(hù)功能。
[0029]三臺(tái)相同的氣體絕緣式升壓升流器4A、4B和4C，其單臺(tái)升壓升流器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。4A、4B、4C分別將一個(gè)升壓器和一個(gè)升流器置于充滿SF6絕緣氣體的密封罐體內(nèi)，由功率放大器3UA、3UB、3UC輸出的電壓信號(hào)分別連接至4A、4B、4C的Rn端子，由功率放大器3IA、3IB、3IC輸出的電流信號(hào)分別連接至4A、4B、4C的Jin端子，升壓升流器高壓側(cè)的輸出電壓取決于升壓器輸出，輸出電流取決于升流器輸出，采用虛功率的方法得到等效的高壓大電流功率源。升壓器的額定輸入電壓為200V，額定輸出電壓為kV，額定輸出容量2kVA ;升流器的額定輸入電流為100A，額定輸出電流為1000A額定輸出容量2kVA。同時(shí)，位于密封罐體內(nèi)的電流互感器(CT)和電壓互感器(PT)將大電流高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)
和低壓信號(hào)H101和U01為反饋信號(hào)，連接至反饋回路5，/。2和U02為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，可連接至低壓標(biāo)準(zhǔn)電能表，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)高壓電能測(cè)量裝置。
[0030]所述反饋回路以位于反饋電路5中的A/D轉(zhuǎn)換電路為核心，由A/D轉(zhuǎn)換電路將位于密封罐體內(nèi)的電壓互感器PT 、電流互感器CT輸出的模擬信號(hào)Uol和1l轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將數(shù)字信號(hào)處理進(jìn)行處理，得到反饋信號(hào)的幅值、頻率、相位，然后據(jù)此調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源的輸出，通過此閉環(huán)控制回路，確保功率源輸出的準(zhǔn)確穩(wěn)定。
[0031]所述三相高壓大電流功率源能夠輸出額定電壓kV、額定電流1000A的三相高電壓和大電流，其高壓側(cè)可以采用三相三線或三相四線的接線方式，三相之間的相位為120°，量間(電壓和電流之間)相位0-360°可調(diào)，其整體功率穩(wěn)定度可達(dá)0.02%，其調(diào)節(jié)細(xì)度、對(duì)稱度、波形失真度等技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG597《交流電能表檢定裝置》的要求，可用于10kV~35kV三相三線或三相四線接線方式的高壓電能表的整體性能檢測(cè)和計(jì)量檢定
[0032]如圖5所示，為應(yīng)用所述三相高壓大電流功率源檢定直接接入式三相三線高壓電能表的原理和接線方法。將所述功率源產(chǎn)生的A、B、C三相高壓大電流信號(hào)連接至被檢高壓電能表的三相高壓接線端子，并將所述功率源如圖4所示的三臺(tái)氣體絕緣式升壓升流器中電流互感器和電壓互感器的三組標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)Ta、仏、Tb、“ 連接至低壓標(biāo)準(zhǔn)電能表，然后將標(biāo)準(zhǔn)電能表和被檢高壓電能表的脈沖信號(hào)均連接至誤差校驗(yàn)臺(tái)，由校驗(yàn)臺(tái)計(jì)算出被檢高壓電能表的誤差。
[0033]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種三相高壓大電流功率源，包括由控制系統(tǒng)、低壓信號(hào)源、功率放大器、三臺(tái)相同的氣體絕緣式升壓升流器和反饋回路順序連接而組成閉環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述的低壓信號(hào)源包括三相電壓低壓信號(hào)源和三相電流低壓信號(hào)源；所述的功率放大器包括三相電壓功率放大器和三相電流功率放大器，所述的控制系統(tǒng)根據(jù)所述的反饋回路輸出信號(hào)調(diào)節(jié)低壓信號(hào)源的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述低壓信號(hào)源采用了數(shù)字合成技術(shù)和鎖相技術(shù)，由晶振、可編程計(jì)數(shù)器、鎖相環(huán)、微控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和放大器組成。
3.如權(quán)利要求1所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述控制系統(tǒng)分為電壓、電流輸出值設(shè)定，幅值、頻率、相位測(cè)量，幅值、頻率、相位調(diào)節(jié)三部分。
4.如權(quán)利要求1所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述三相電壓功率放大器選用額定輸出功率為2kVA的PSUlO型功率放大器，三相電流功率放大器選用額定輸出功率為2kVA的PSIlO型功率放大器。
5.如權(quán)利要求1所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述的每臺(tái)氣體絕緣式升壓升流器，其升壓器的額定輸入電壓為200V，額定輸出電壓為kV，額定輸出容量2kVA ;升流器的額定輸入電流為100A，額定輸出電流為1000A額定輸出容量2kVA。
6.如權(quán)利要求1所述的三相高壓大電流功率源，其特征在于:所述的每臺(tái)氣體絕緣式升壓升流器密封罐體內(nèi)的電流互感器和電壓互感器將大電流高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)和低壓信號(hào)，其中一路連接至反饋回路，另一路連接至低壓標(biāo)準(zhǔn)電能表。
【文檔編號(hào)】G01R35/04GK203422466SQ201320379209
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】岳長喜, 章述漢, 雷民, 項(xiàng)瓊, 周峰, 王歡, 汪泉 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院