一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法技术方案

本申请提供一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法，包括主电源模块、主控制模块和电流快速放大模组，主电源模块与主控制模块相连，若干电流快速放大模组并联，连接到主电源模块，每组电流快速放大模组包括两个信号分析处理模块和一个负载，两个所述信号分析模块并联，信号分析模块的输入端与主电源模块相连，输出端连接到负载上；判断负载工作状态，改变电流的开关频率，使电流放大器电流输出维持在峰值，其优点在于，改变电流放大方式，通过功率放大器对基波电流进行放大，提高功率因数。采用多个5‑10KW的电源模块并联作为主电源模块，提高电源的稳定性。同时小功率的电源开关频率相对较高，为电流互感器上提供足够的感性负载。

【技术实现步骤摘要】
一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法
本申请涉及试验电路中的电路快速放大技术，尤其涉及一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法。
技术介绍
继电保护作为保证电力系统安全稳定运行的主要技术措施，保护效果受到为电力系统内提供电流信息的电流互感器影响，尤其是电流互感器暂态特性的影响。电流互感器的暂态特性差，会造成继电保护的误动和拒动，威胁电力系统的安全稳定运行。因此，需要对接入电力系统的电流互感器的性能进行试验或者检测。对电流互感器进行试验和检测，需要能快速响应并输出大电流的试验设备。目前，进行电流互感器的试验和检测，均是选用大功率电源，并使用工频变压对大功率电源进行降压隔离处理，保证能顺利产生能接入试验设备的大电流。但是，采用上述方法进行试验，产生的功率因数低。且大功率电源的开关频率低，电流互感器上的感性负载无法形成足够的负载电压，实际电流无法满足试验要求。
技术实现思路
为了在电流互感器试验和检测中，试验设备能够提供快速响应并输出的大电流，本申请的目的在于提供一种基于功率放大器的电流快速放大系统及其方法。基于上述目的，本申请的基于功率放大器的电流快速放大系统，包括主电源模块、主控制模块和电流快速放大模组，所述主电源模块与主控制模块相连，若干电流快速放大模组并联，连接到主电源模块，所述电流快速放大模组包括两个信号分析处理模块和负载，两个所述信号分析模块并联，信号分析模块的输入端与主电源模块相连，输出端连接到同一个负载；所述信号分析模块包括依次连接的控制开关、滤波器、高宽带DA转换器、功率放大器和高速电流传感器，所述控制开关连接到主电源模块，所述高速电流传感器接入负载；所述控制开关、高速电流传感器和负载均通过反馈电路与主控制模块相连接；所述主控制模块被配制为执行以下步骤：设定最大电流量的值输入控制模块中，通过最大电流计算出负载的最大电感量；根据控制开关工作时占空比，确定输出滤波电感，并设定主电源模块放的电流开关频率；设定滤波器的滤波模式，将同一电流快速放大模组内其中一个滤波器的滤波模式设定为谐波电流，另一个滤波器的滤波模式设定为暂态电流；接收到高速电流传感器反馈的感应电流数值和负载反馈的负载电感量，计算实际输出电感量；对照负载的最大输出电感量，判断负载工作状态，改变电流的开关频率，使电流放大器电流输出维持在峰值。为了提高电流放大的效率，并联的两个所述信号分析模块中的功率放大器分别采用全桥开关放大器和全桥线性放大器。可选的，所述负载为电流互感器，所述电流互感器的控制端接入控制模块。可选的，所述主电源模块为若干个电压在5-10KW的电源并联组成。本申请中的大电流快速产生方法，基于功率放大器的电流快速放大系统实现，包括以下步骤：选取若干组独立的电流快速放大模组，并通过控制模块统一控制所述电流快速放大模组的控制开关；电源模块的电流分别通过并联的信号分析模块的滤波器，滤波器分别选择谐波电流和暂态电流；根据最大电流确定负载的最大电感量，并根据开关工作的占空比确定输出滤波电感，设定电流的开关频率，并控制主电源模块输出电流；经过滤波处理的暂态电流和谐波电流分别通过并联的高速DA转换器进行电流采样，并通过功率放大器对电流进行放大，过放大后的暂态电流作为初始阶段的暂态电流信号输入电流互感器中；谐波电流经过功率放大器放大，将电流放大到峰值后，暂态电流输出完成，切断控制开关，停止输出暂态电流，持续输出谐波电流信号；高速电流传感器感应放大后的谐波电流，并通过反馈电路反馈到控制模块；同时，电流互感器中的感应电流通过反馈电路反馈到控制模块；主控制模块根据接收到的谐波电流和感应电流，实时监测谐波电流状态；监测到谐波电流未处于峰值，主控制模块根据感应电流电流互感器的实际输出电感量，对比电流互感器的最大输出电感量，判断电流互感器工作状态，改变电流频率，使电流放大器达到电流输出峰值。为了提高电流的放大效果，所述谐波电流通过全桥开关放大器进行信号放大，所述暂态信号通过全桥线性放大器进行信号放大。本申请中，电流互感器的工作状态的判断方法：计算电流互感器的最大滤波电感量，并与反馈的电流互感器实际输出滤波电感进行对比，判断电流互感器的工作状态。可选的，所述电流互感器的输出滤波电感为其中：U为负载最大电压，s为电流上升时间，I为最大电流。可选的，根据输出负载的最大电感量、最大负载电压和开关占空比确定输出负载的感抗。本申请中，改变电流放大方式，通过功率放大器对基波电流进行放大，提高功率因数。采用多个5-10KW的电源模块并联作为主电源模块，提高电源的稳定性。同时小功率的电源开关频率相对较高，为电流互感器上提供足够的感性负载。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请的系统及方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的目的在于提供一种基于功率放大器的电流快速放大系统及其方法。本申请中，基于功率放大器的电流快速放大系统，主要由主电源模块、主控制模块和电流快速放大模组组成，主电源模块为若干个电压在5-10KW的电源并联组成。主电源模块与主控制模块相连，若干组电流快速放大模组并联，对每个电流快速放大模组分别进行编号，编号存储到主控制模块中。所有的电流快速放大模组均连接到主电源模块。主控制模块的信号输入端连接到操作台。每组电流快速放大模组包括两个信号分析模块和一个负载，两个信号分析模块并联，信号分析模块的信号输入端与主电源模块相连，信号输出端与该电流快速放大模组中的负载相连；信号分析模块包括依次连接的控制开关、滤波器、高带宽DA转换器、功率放大器和高速电流传感器，其中，控制开关连接到主电源模块，高速电流传感器接入负载。同一个电流快速放大模组内的含有两个并联的滤波器，滤波器对电流进行滤波，过滤后分别输出谐波电流和暂态电流。其中，谐波电流信号放大的功率放大器为全桥开关放大器，暂态电流信号的功率放大器为全桥线性放大器。控制开关、高速电流传感器和负载均通过反馈电路与主控制模块相连接。负载为电流互感器。本申请中，模块之间均通过光纤通信，提高长距离通信的抗干扰能力、通信速率和数据的精确度。输入电流信号的延时小于20us，相位准确度误差小于1°。如图1所示，本申请的基于功率放大器的电流快速放大系统快速放大电流的具体操作方法，主要包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，包括主电源模块、主控制模块和电流快速放大模组，所述主电源模块与主控制模块相连，若干电流快速放大模组并联，连接到主电源模块，每组所述电流快速放大模组包括两个信号分析处理模块和一个负载，两个所述信号分析模块并联，信号分析模块的输入端与主电源模块相连，输出端连接到同一电流快速放大模组内的负载上；/n所述信号分析模块包括依次连接的控制开关、滤波器、高宽带DA转换器、功率放大器和高速电流传感器，所述控制开关连接到主电源模块，所述高速电流传感器接入负载；/n所述控制开关、高速电流传感器和负载均通过反馈电路与主控制模块相连接；/n所述主控制模块被配制为执行以下步骤：/n设定最大电流量的值输入控制模块中，通过最大电流计算出负载的最大电感量；/n根据控制开关工作时占空比，确定输出滤波电感，并设定主电源模块放的电流开关频率；/n设定滤波器的滤波模式，将同一电流快速放大模组内其中一个滤波器的滤波模式设定为谐波电流，另一个滤波器的滤波模式设定为暂态电流；/n接收到高速电流传感器反馈的感应电流数值和负载反馈的负载电感量，计算实际输出电感量；/n对照负载的最大输出电感量，判断负载工作状态，改变电流的开关频率，使电流放大器电流输出维持在峰值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，包括主电源模块、主控制模块和电流快速放大模组，所述主电源模块与主控制模块相连，若干电流快速放大模组并联，连接到主电源模块，每组所述电流快速放大模组包括两个信号分析处理模块和一个负载，两个所述信号分析模块并联，信号分析模块的输入端与主电源模块相连，输出端连接到同一电流快速放大模组内的负载上；
所述信号分析模块包括依次连接的控制开关、滤波器、高宽带DA转换器、功率放大器和高速电流传感器，所述控制开关连接到主电源模块，所述高速电流传感器接入负载；
所述控制开关、高速电流传感器和负载均通过反馈电路与主控制模块相连接；
所述主控制模块被配制为执行以下步骤：
设定最大电流量的值输入控制模块中，通过最大电流计算出负载的最大电感量；
根据控制开关工作时占空比，确定输出滤波电感，并设定主电源模块放的电流开关频率；
设定滤波器的滤波模式，将同一电流快速放大模组内其中一个滤波器的滤波模式设定为谐波电流，另一个滤波器的滤波模式设定为暂态电流；
接收到高速电流传感器反馈的感应电流数值和负载反馈的负载电感量，计算实际输出电感量；
对照负载的最大输出电感量，判断负载工作状态，改变电流的开关频率，使电流放大器电流输出维持在峰值。


2.根据权利要求1所述的基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，并联的两个所述信号分析模块中的功率放大器分别采用全桥开关放大器和全桥线性放大器。


3.根据权利要求1所述的基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，所述负载为电流互感器，所述电流互感器的控制端接入控制模块。


4.根据权利要求1所述的基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，所述主电源模块为若干个电压在5-10KW的电源并联组成。


5.一种电流快速放大方法，基于权利要求1-4任一项所述的基于功率放大器的电流快速放大系统，其特征在于，包括以下步骤：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许守东，李胜男，刘柱揆，丁心志，陈勇，张丽，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53