[發明專利]用于感應分流器的PID控制誤差補償系統及其方法

有效

• 申請號: 201810728345.7
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108872669B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 劉冬梅;余炳光;熊魁;黃星;侯效龍;胡雷;駱凡
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R19/25;G05B11/42
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種用于感應分流器的PID控制誤差補償系統及其方法，包括：檢測模塊、PID誤差控制子系統和補償模塊；檢測模塊用于感應所述輔助鐵心T2的磁勢，并得到所述感應分流器的等效電流誤差量；PID誤差控制子系統用于采樣等效電流誤差量，并將采樣信號進行PID處理并得到模擬信號；補償模塊通過模擬信號產生磁勢，用于補償所述感應分流器的等效電流誤差量，以使所述主鐵心T1中的磁通為零。本發明能抵消感應分流器勵磁所產生的誤差，降低誤差所帶來的影響，從而提高感應分流器的測量精度。

技術領域

本發明涉及自動控制中的PID控制領域，具體的說是一種用于感應分流器的PID控制誤差補償系統及其方法。

背景技術

隨著交流輸變電技術的發展，對于工頻交流電的測量和計量上提出了越來越高的要求，尤其是工頻電流測量的量程和準確度方面，需要很高的水準。早期工頻電流測量器具是一種電阻式的分流器，這種電阻式的分流器結構簡單，準確度高，但是在大電流使用下會出現過熱的情況。雖然目前電阻式的分流器仍然用于計量工頻電流，但是在過熱情況下產生的阻值變化和能量損耗已經成為不可忽視的問題。

感應分流器有很多種類，感應分流器包括單盤感應分流器和多盤感應分流器，而單盤感應分流器可以做成單級結構，也可以做成多級結構。常用的雙級感應分流器主要由主鐵心T1、輔助鐵心T2、比例繞組Wx、補償繞組WC構成。其中，主鐵心上均勻繞制補償繞組，然后在輔助鐵心外繞制比例繞組，比例繞組根據需要分段繞制，若是分十段繞制的，包括頭尾共有十一個抽頭，補償繞組的匝數與十段比例繞組匝數總和相等。輔助鐵心也可以設計成屏蔽結構鐵心，同時起到屏蔽雜散磁場的作用。雙級感應分流器誤差主要由勵磁誤差、磁性誤差和容性誤差組成，其中現有的技術能夠通過調整感應分流器的繞制方式和容性泄露來減小磁性誤差和和容性誤差，但是對于感應分流器誤差起主導作用的勵磁誤差仍然無法彌補。

發明內容

本發明為克服上述現有技術的不足之處，提供一種用于感應分流器的PID控制誤差補償系統及其方法，以期能抵消感應分流器勵磁所產生的誤差，降低誤差所帶來的影響，從而提高感應分流器的測量精度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種用于感應分流器的PID控制誤差補償系統，所述感應分流器為雙級式感應分流器，并包括：檢測繞組、二次補償繞組、一次補償繞組、比例繞組Wx、主鐵心T1和輔助鐵心T2；其特點是，所述PID控制誤差補償系統包括：檢測模塊、PID誤差控制子系統和補償模塊；

所述檢測模塊為單層檢測繞組W_D，用于感應所述輔助鐵心T2的磁勢，并得到所述感應分流器的等效電流誤差量；

所述PID誤差控制子系統包括：信號偏置模塊、采樣模塊、PID控制器、輸出模塊、鎖相模塊；

所述信號偏置模塊為放大器組成的直流偏置電路，用于接收所述等效電流誤差量并進行處理得到帶直流偏置的采樣信號；

所述采樣模塊用于對所述采樣信號進行消除噪聲處理，得到消噪后的采樣信號；

所述PID控制器用于對所述消噪后的采樣信號進行PID處理，得到誤差補償的數字信號；

所述輸出模塊利用DA模塊，將所述數字信號轉為模擬信號并提供給所述補償模塊；

所述鎖相模塊用于將所述消噪后的采樣信號和所述輸出模塊輸出的模擬信號進行鎖相處理，使得所述輸出模塊的輸出與所述采樣信號同相位；

所述補償模塊為單層補償繞組W_C，并通過所述模擬信號產生磁勢，用于補償所述感應分流器的等效電流誤差量，以使所述主鐵心T1(5)中的磁通為零。