一种交流滤波器无功功率监视电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交流滤波器无功功率监视电路，其包括N个相同的交流滤波器电流互感器以及与之对应数量的母线电压互感器和测控装置、减法器、绝对值运放电路、窗口比较器以及或门，相邻测控装置的输出端连接至对应减法器进行差值运算，首尾两个测控装置的输出端也连接到减法器进行差值运算，每个减法器的输出端分别通过其对应的绝对值运放电路连接至对应窗口比较器的其中一输入端，窗口比较器另外二个输入端分别连接至上、下限参考电压源，每个窗口比较器的输出端均连接至或门的输入端。本实用新型通过同类型各交流滤波器相互监视，出现无功功率计算失误的情况立即报警，便于监视人员及时发现、及时处置，消除无功功率过剩对电网的持续影响。
【专利说明】一种交流滤波器无功功率监视电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备【技术领域】，具体涉及一种交流滤波器相互监视以保证无功功率有效性的监视电路。
【背景技术】
[0002]直流输电系统换流站装设一定数量的小组滤波器，通过实时投切各小组滤波器，消除换流器产生的谐波，并向换流器提供无功功率。直流站控系统根据换流站与交流系统的无功功率交换情况进行滤波器的自动投退。小组滤波器的无功功率计算由间隔控制单元61066来完成。每一小组交流滤波器无功功率计算所需电压量取自大组母线？1实测值，电流量取自各小组交流滤波器实测值。
[0003]换流站小组交流滤波器数目较多，测量回路连接端子众多，长期运行过程中出现个别端子松动的情况在所难免。目前换流站多次出现交流滤波器电压测量回路个别端子松动的情况，使得电压测量缺相或偏低导致无功功率计算失误，直流站控系统错误地向交流系统多投入交流滤波器，最终导致无功功率大量过剩。这种情况对换流站及其周边交流电压稳定影响较大，但在目前的交流滤波器控制策略中，缺少对该情况的主动告警功能，由于交流滤波器由直流站控自动投退，不容易被人为发现，可能导致故障长期潜伏，威胁交流系统电压稳定。
实用新型内容
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供一种交流滤波器无功功率监视电路，其将相邻交流滤波器无功功率进行相互比较，并首尾相连形成一个“比较环”，实现各个交流滤波器无功功率之间的相互监视，若出现交流滤波器由于端子松动等原因导致无功功率计算值与其它交流滤波器不同，即启动报警功能。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0006]一种交流滤波器无功功率监视电路，其包括~个相同的交流滤波器电流互感器以及与之对应数量的母线电压互感器和测控装置，^ ^ 3，每个交流滤波器电流互感器的输出端以及与其对应的母线电压互感器的输出端分别连接至对应的测控装置的两个输入端，所述交流滤波器无功功率监视电路进一步包括~个减法器、^个绝对值运放电路、~个窗口比较器以及一或门，所述减法器、绝对值运放电路和窗口比较器一一对应，对于1日[1,^-1]中的任意数值，均满足:第1个测控装置和第1+1个测控装置的输出端分别连接至第1个减法器的两个输入端，同时，第~个测控装置和第1个测控装置的输出端分别连接至第~个减法器的两个输入端，每个减法器的输出端分别通过其对应的绝对值运放电路连接至该减法器对应的窗口比较器的其中一输入端，每个窗口比较器的另外二个输入端分别连接至下限参考电压源和上限参考电压源，每个窗口比较器的输出端均连接至或门的输入端。
[0007]窗口比较器包括第一比较器和第二比较器，该窗口比较器对应的绝对值运放电路的输出端与第一比较器的负输入端以及第二比较器的正输入端均相连，所述上限参考电压源连接至第一比较器的正输入端，所述下限参考电压源连接至第二比较器的负输入端。
[0008]所述测控装置为间隔控制单元61066。
[0009]所述交流滤波器无功功率监视电路进一步包括报警单元，所述报警单元包括辅助电源、开关管、报警装置，其中，所述辅助电源、开关管、报警装置串联以形成闭合回路，所述或门的输出端连接至开关管的控制端。
[0010]所述报警装置为指示灯或/和声音报警器。
[0011]本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于:本实用新型通过同类型各交流滤波器相互监视，任何一个交流滤波器由于端子松动等测量原因导致的功率计算失误均可实现有效告警，便于监视人员及时发现、及时处置，消除无功功率过剩对电网的持续影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型交流滤波器无功功率监视电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的内容做进一步详细说明。
[0014]这里以6个交流滤波器为例，对本实用新型的保护范围进行解释和说明。请参照图1所示，交流滤波器无功功率监视电路，其包括母线电压互感器⑴”、交流滤波器电流互感器(口)、采用间隔控制单元61066的测控装置、减法器、绝对值运放电路、比较器以及或门，其中，母线电压互感器、交流滤波器电流互感器、测控装置、减法器、绝对值运放电路、比较器均为六个，且交流滤波器一次设备、电压互感器、电流互感器均采用相同的型号和技术参数，所以电压和电流实测值一致，正常情况下计算所得各交流滤波器向系统输出的无功功率一致，不因器件差异而出现测量误差，同时为避免窗口比较器的上下限需要多个电压源支持，其它器件优选采用相同的型号和技术参数。
[0015]母线电压互感器11和交流滤波器电流互感器21分别连接至测控装置31的输入端，以获取交流滤波器电流互感器21对应交流滤波器的无功功率值；同理，母线电压互感器12和交流滤波器电流互感器22分别连接至测控装置32的输入端，以获取交流滤波器电流互感器22对应交流滤波器的无功功率值；母线电压互感器13和交流滤波器电流互感器23分别连接至测控装置33的输入端，以获取交流滤波器电流互感器23对应交流滤波器的无功功率值；母线电压互感器14和交流滤波器电流互感器24分别连接至测控装置34的输入端，以获取交流滤波器电流互感器24对应交流滤波器的无功功率值；母线电压互感器15和交流滤波器电流互感器25分别连接至测控装置35的输入端，以获取交流滤波器电流互感器25对应交流滤波器的无功功率值；母线电压互感器16和交流滤波器电流互感器26分别连接至测控装置36的输入端，以获取交流滤波器电流互感器26对应交流滤波器的无功功率值。获取的交流滤波器的无功功率值以电压信号进行再现，即输出的电压信号与无功功率值存在一定的对应关系。这种无功功率值的获取方式为现有常规技术，具体方法这里不再赘述。
[0016]为防止交流滤波器由于端子松动等测量原因导致的功率计算失误，以保证交流滤波器无功功率的有效性，在本实用新型较佳的实施例中，通过交流滤波器之间的相互监视实现。具体地，测控装置31和测控装置32的输出分别连接至减法器41的两个输入端，然后再对减法器41的输出至绝对值运放电路，获得测控装置31和测控装置32之间差值的绝对值；同理，测控装置32和测控装置33的输出分别连接至减法器42的两个输入端，然后再对减法器42的输出至绝对值运放电路，获得测控装置32和测控装置33之间差值的绝对值；测控装置33和测控装置34的输出分别连接至减法器43的两个输入端，然后再对减法器43的输出至绝对值运放电路，获得测控装置33和测控装置34之间差值的绝对值；测控装置34和测控装置35的输出分别连接至减法器44的两个输入端，然后再对减法器44的输出至绝对值运放电路，获得测控装置34和测控装置35之间差值的绝对值；测控装置35和测控装置36的输出分别连接至减法器45的两个输入端，然后再对减法器45的输出至绝对值运放电路，获得测控装置35和测控装置36之间差值的绝对值；测控装置31和测控装置36的输出分别连接至减法器46的两个输入端，然后再对减法器46的输出至绝对值运放电路，获得测控装置31和测控装置36之间差值的绝对值；至此，形成了六个交流滤波器无功功率的“比较环”，实现它们之间相互监视。同时，当其中一个或多个测量路径出现故障时，不会影响整个无功功率监视电路的监测结果。
[0017]如果仅考虑交流滤波器均投入时，只需将上述多个绝对值运放电路的输出信号给到普通比较器的负输入端，然后在普通比较器的正输入端添加一阈值电压信号并把该普通比较器的输出给到或门即可进行判断。但是在实际操作中，很可能一些交流滤波器并未投入，此时，将其与其他投入的交流滤波器的无功功率进行比较，则会出现一个很大的值，如果还采用普通比较器则会引起误操作。因此，在本实用新型较佳的实施例中，采用窗口比较器，设定二个阈值，分别为下限参考电压源(主要针对相互比较的交流滤波器均投入或均未投入)和上限参考电压源(主要针对相互比较的交流滤波器并非全部投入具体地，窗口比较器均包括第一比较器和第二比较器，该窗口比较器包括三个输入端，分别为:同时连接第一比较器负输入端和第二比较器正输入端的第一输入端，连接第一比较器正输入端的第二输入端和连接第二比较器负输入端的第三输入端。每个窗口比较器的第二输入端均与上限参考电压源连接，每个窗口比较器的第三输入端均与下限参考电压源连接。窗口比较器61的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路51的输出端以及或门7的输入端相连；同理，窗口比较器62的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路52的输出端以及或门7的输入端相连；窗口比较器63的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路53的输出端以及或门7的输入端相连；窗口比较器64的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路54的输出端以及或门7的输入端相连；窗口比较器65的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路55的输出端以及或门7的输入端相连；窗口比较器66的第一输入端和输出端分别与绝对值运放电路56的输出端以及或门7的输入端相连。
[0018]对于每一个窗口比较器而言，当其第一输入端的输入信号的大小在其第二输入端和第三输入端的输入信号的大小之间时，该窗口比较器则输出高电平。例如，设定下限参考电压源的电压值为八，上限参考电压源的电压值为8，某个窗口比较器的第一输入端的输入电压可能存在以下三种情况:
[0019]1、小于八:正常情况，由于电压微小波动，导致功率计算值正常波动，但由于各组交流滤波器型号和额定功率一致，所以这种波动很微小，此时该窗口比较器输出低电平。
[0020]2、大于8:正常情况，相互比较的两组交流滤波器一组投入(输出额定无功功率)，另一组没有投入(输出为0)，两组无功功率差值达到最大极限值，此时该窗口比较器输出低电平。
[0021]3、大于八小于8:异常情况，个别端子松动，产生接触电阻分压，造成电压实测值偏低。或端子直接断开，直接缺相计算无功功率；两种情况都会造成该组无功功率计算偏低，通过与周边正常交流滤波器无功功率进行比较，差值在八和8范围内，此时该窗口比较器输出高电平。
[0022]当窗口比较器其中任一输出高电平时，或门7则输出高电平，此时，可通过一点的报警或监视设备去获取这个高电平信号，例如可以采用声/光报警器进行报警，也可以通过示波器等去监视。或门7可以根据实际监视的交流滤波器的数量进行扩展。
[0023]当采用声/光报警器时，可将该声丨光报警器连接到一个辅助电源上，然后在二者的连接电路上串接一个例如开关管等的电子开关，该电子开关的控制端连接到或门7的输出端上，当或门7输出高电平时，电子开关导通，声/光报警器工作，以提醒监视人员及时发现、及时处置，消除无功功率过剩对电网的持续影响。
[0024]虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或应用，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。
【权利要求】
1.一种交流滤波器无功功率监视电路，其包括N个相同的交流滤波器电流互感器以及与之对应数量的母线电压互感器和测控装置，N ^ 3，每个交流滤波器电流互感器的输出端以及与其对应的母线电压互感器的输出端分别连接至对应的测控装置的两个输入端，其特征在于，所述交流滤波器无功功率监视电路进一步包括N个减法器、N个绝对值运放电路、N个窗口比较器以及一或门，所述减法器、绝对值运放电路和窗口比较器一一对应，对于i e [Ι,Ν-l]中的任意数值，均满足:第i个测控装置和第i+1个测控装置的输出端分别连接至第i个减法器的两个输入端，同时，第N个测控装置和第I个测控装置的输出端分别连接至第N个减法器的两个输入端，每个减法器的输出端分别通过其对应的绝对值运放电路连接至该减法器对应的窗口比较器的其中一输入端，每个窗口比较器的另外二个输入端分别连接至下限参考电压源和上限参考电压源，每个窗口比较器的输出端均连接至或门的输入端。
2.根据权利要求1所述的交流滤波器无功功率监视电路，其特征在于，窗口比较器包括第一比较器和第二比较器，该窗口比较器对应的绝对值运放电路的输出端与第一比较器的负输入端以及第二比较器的正输入端均相连，所述上限参考电压源连接至第一比较器的正输入端，所述下限参考电压源连接至第二比较器的负输入端。
3.根据权利要求1所述的交流滤波器无功功率监视电路，其特征在于，所述测控装置为间隔控制单元6MD66。
4.根据权利要求1所述的交流滤波器无功功率监视电路，其特征在于，所述交流滤波器无功功率监视电路进一步包括报警单元，所述报警单元包括辅助电源、开关管、报警装置，其中，所述辅助电源、开关管、报警装置串联以形成闭合回路，所述或门的输出端连接至开关管的控制端。
5.根据权利要求4所述的交流滤波器无功功率监视电路，其特征在于，所述报警装置为指示灯或/和声音报警器。
【文档编号】H02J3/01GK204243761SQ201420788336
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】梁天明, 袁焯锋, 王超, 赖皓, 何方 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局