[发明专利]一种纯90度移相式无功功率测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于纯90度移相式的无功功率测量电路。

背景技术

目前，对输配电线路中的无功功率测量有时是通过模拟电路装置进行的。这种装置多采用移相方法使被测电流与被测电压间产生90°的附加相位差的方法进行测量。目前已知的移相方法大多是在频率50Hz情况下进行开发设计的。当频率在50Hz附近变化很小时，其超前移相环节的相位改变与滞后移相环节的相位改变基本能够相互抵消，但这种方法的频率补偿范围有限。当频率在50Hz附近变化较大，达到45Hz或55Hz时，相位改变引起的附加误差会超过0.3% ，不能满足相关标准要求。现行的规范GB/T 13850-1998《交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器》中规定无功功率变送器的输入信号频率在45~55Hz范围内变化时，其输出改变量不得超过等级指数，当等级指数小于0.3时，上述方法不能满足要求，需要寻求更准确的移相方法。

发明内容

本发明提供了一种纯90度移相式无功功率测量电路，解决了无功测量精度不高的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种纯90度移相式无功功率测量电路，包括电流电压转换电路、积分电路、频率电压转换电路、第一模拟乘法电路、第二乘法电路，被测线路中的被测电流I_IN与电流电压转换电路的输入端连接，电流电压转换电路的输出端与第二乘法电路的第一输入端连接；被测线路中电压信号U_IN与积分电路的输入端相连接，积分电路的输出与第一模拟乘法电路的第一输入端相连接；被测线路中频率信号f_UIN与频率电压转换电路的输入端相连接，频率电压转换电路的输出端与第一模拟乘法电路的第二输入端相连接；第一模拟乘法电路的输出端与第二模拟乘法电路的第二输入端相连接，第二模拟乘法电路的输出信号即为单相无功功率无功功率成正比的电压信号。

本发明从根本上解决了常用模拟电路方法测量无功功率时准确度随频率变化而改变所造成的精度不高的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种纯90度移相式无功功率测量电路，包括电流电压转换电路1、积分电路2、频率电压转换电路3、第一模拟乘法电路4、第二乘法电路5，被测线路中的被测电流I_IN与电流电压转换电路1的输入端连接，电流电压转换电路1的输出端与第二乘法电路5的第一输入端连接；被测线路中电压信号U_IN与积分电路2的输入端相连接，积分电路2的输出与第一模拟乘法电路4的第一输入端相连接；被测线路中频率信号f_UIN与频率电压转换电路3的输入端相连接，频率电压转换电路3的输出端与第一模拟乘法电路4的第二输入端相连接；第一模拟乘法电路4的输出端与第二模拟乘法电路5的第二输入端相连接，第二模拟乘法电路5的输出信号即为单相无功功率无功功率成正比的电压信号。

本发明的具体实现方法如下：

第一步、采用积分电路2对输入交流电压U_IN进行90°移相，该相移是恒定的，不随频率变化而变化。线路电压V_IN 乘以积分电路2的积分电阻值R，再乘以一个积分电路2的比例系数K_X，再将乘得到的结果除以被测线路中电压的角频率ω，再除以积分电路2的积分积分电容值C，得到积分电路2的输出电压V_X，公式如下：

V_X=K_XV_INR/ωC，                    

式中K_X为采用积分电路2的比例系数，R为积分电路2的积分电阻值，C为积分电路2的积分积分电容值，ω为被测线路中电压的角频率；