[发明专利]一种无功电流测量电路

说明书

技术领域

   本发明涉及一种无功电流测量电路，用于对三相交流电路的无功电流进行测量。

背景技术

   三相交流电路中的线电流如线电流I_A中包含有功电流和无功电流，有功电流有电阻性负载形成，无功电流一般由感性负载形成；有功电流的数学表达式为I_ACosφ，无功电流的数学表达式为I_ASinφ，

式中的φ为线电流I_A与有功电流之间的相位差；无功电流的存在不仅影响发电厂的出率还增加电路线路的线损，因此需要进行无功电流补偿（也称无功功率补偿）以减少电能的损耗；无功功率的补偿方法通常有两种，一种方法是检测出三相交流电路的功率因数cosφ或线电流与对应的有功电流之间的相位差φ，根据功率因数cosφ或相位差φ向三相交流电路中自动投切容性负载电力电容器，以使功率因数cosφ接近于1或相位差φ接近于0；根据功率因数cosφ或相位差φ的大小投切电力电容器存在缺陷是当三相交流电路中的电流较小时，容易出现过补偿即单个电力电容器的电流大于感性电流，这时会出现反复投、切电力电容器的现象，影响电力电容器的使用寿命。另一种方法是根据相位差φ和线电流计算出无功电流，根据无功电流的大小来投、切电力电容器，这样可避免反复投、切电力电容器的现象出现；但根据这种方法设计的无功电流测量电路的结构比较复杂，同时积累误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无功电流测量电路，该电路结构简单并且能准确地测量出三相交流电路中的无功电流。

本发明的技术方案是，一种无功电流测量电路包括控制光耦导通与截止的开关电路和无功电流形成电路，所述的开关电路包括对线电压U_BC进行降压的变压器B1，变压器B1的初级线圈接线电压U_BC，变压器B1的次级线圈一端通过电阻R1与光耦LED2的发光二极管阳极连接，光耦LED2的发光二极管阴极与光耦LED1的发光二极管阳极连接，光耦LED1的发光二极管阴极接变压器B1的次级线圈另一端，二极管D1的阳极与光耦LED1的发光二极管阴极连接，二极管D1的阴极与光耦LED2的发光二极管阳极连接；

所述的无功电流形成电路的构成是，光耦LED1的光敏三极管的集电极和发射极分别与光耦LED2的光敏三极管的发射极和集电极相连接，光耦LED1的光敏三极管的发射极通过电阻R3接地，光耦LED1的光敏三极管的发射极通过电阻R4和电容C1接地，一电流变换器B2的初级线圈接受线电流I_A信号，电流变换器B2的次级线圈输出电压信号Ua，电流变换器的次级线圈一端接光耦LED1的集电极，电流变换器的次级线圈另一端接地；电阻R4与电容C1的连接点为无功电流信号的输出端。

作为一种改进，所述的变压器B1可以去掉，电阻R1的一端和光耦LED1的发光二极管阴极接线电压U_BC。

本无功电流测量电路的特点是，通过线电压U_BC的电压信号来控制光耦LED1和光耦LED2的导通与截止，在光耦特定的导通区间内采集线电流I_A信号，从而得到导通区间内的线电流I_A信号的平均值即无功电流信号；其有益效果是，1、由于采用了光耦器件使线电压U_BC的电压信号与线电流I_A信号无电接触，避免了两者之间的相互干扰，减小无功电流的测量误差；2、电路结构简单，容易调试，生产成本低；3，由于电路结构简单，在无功电流的形成过程中无积累误差，无功电流的测量精度较高。

附图说明

    图1为本发明的第一实施例的电路原理图。

    图2为本发明的第二实施例的电路原理图。

    图3为说明本发明测量原理的波形图。

    图3中的标志分别表示：1-电压信号U_bc的波形、2-光耦导通、截止状态的波形、3-线电流I_A为纯电阻性电流时其电流信号Ua的波形、4-线电流I_A为纯电感性电流时其电流信号Ua的波形。

具体实施方式

现对照附图说明本发明的第一实施例，一种无功电流测量电路包括控制光耦导通、截止的开关电路，在光耦导通区间对线电流I_A信号进行采集的无功电流形成电路。