[发明专利]基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统及测控方法

权利要求书

1.基于CompactRIO的磁阀式可控电抗器测控系统的测控方法，其特征在于，所述的磁阀式可控电抗器测控系统包括具有Labview平台的上位机(1)、CompactRIO控制器(2)、电压互感器(3)、电流互感器(4)、光纤温度传感器(5)、电光转换电路(6)、晶闸管驱动电路(7)、辅助电源(8)和磁阀式可控电抗器(9)；

所述的CompactRIO控制器(2)包括一体式控制器、模拟量输入模块和数字I/O接口模块, 一体式控制器包括实时控制器和FPGA；具有Labview平台的上位机(1)与实时控制器通过以太网相连，实现具有Labview平台的上位机(1)与实时控制器的数据传输；模拟量输入模块将采集到的模拟量信号传输到FPGA；FPGA将产生的数字脉冲信号传输给数字I/O接口模块进行输出；

所述的电压互感器(3)、电流互感器(4)的输入端与磁阀式可控电抗器(9)相连，用于测量磁阀式可控电抗器(9)的工作电压以及工作电流；电压互感器(3)、电流互感器(4)的输出端与模拟量输入模块的输入端相连，将采集的磁阀式可控电抗器(9)的工作电压和工作电流传输到模拟量输入模块；光纤温度传感器(5)放置于磁阀式可控电抗器(9)的铁芯中，测量和采集铁芯的温度，并传输到模拟量输入模块；数字I/O接口模块的输出通过屏蔽电线连接到电光转换电路(6)的输入，并将晶闸管触发脉冲电信号转换为光信号，电光转换电路(6)的输出通过光纤连接到晶闸管驱动电路(7)，晶闸管驱动电路(7)将光信号转换为带有功率的晶闸管门极触发电流信号，晶闸管驱动电路(7)的输出端与所述磁阀式可控电抗器(9)中的晶闸管门极相连；

所述的辅助电源(8)为CompactRIO控制器(2)、电光转换电路(6)以及晶闸管驱动电路(7)供电；

利用上述测控系统进行的测控方法，其包括步骤：

第一步：为整个测控系统上电，进行系统自检；

第二步：测试系统参数初始化；

第三步：通过模拟量输入模块以并行处理方式采集电压互感器输出的三相工作电压信号、电流互感器输出的电流信号、光纤温度传感器输出的铁芯温度信号；

第四步：将采集到的电压信号、电流信号以及温度信号采用DMA FIFO的方式从FPGA中传递到实时控制器，并通过以太网传输到具有Labview平台的上位机的人机交互界面进行显示和存储；同时计算电压、电流信号的有效值用于控制、保护；

第五步：在FPGA中将电压、电流的瞬时值，电压、电流的有效值以及温度值与设定的阈值进行比较，如果在正常范围内，则位于上位机人机交互界面的“工作条件正常”指示灯亮起，此时按下人机交互界面的“启停按钮”，继续执行后续程序；如果不在正常范围内，则立刻执行保护程序，封锁输出晶闸管触发脉冲；

第六步：在FPGA中执行锁相程序；

第七步：判断锁相结果是否准确；若准确，则继续执行第八步；若不准确，则立刻执行保护程序，封锁输出晶闸管触发脉冲；

第八步：通过上位机下发启动或停止控制程序指令；若为启动指令，则继续执行第九步；若为停止指令，则返回执行第三步；

第九步：通过上位机下发开环或闭环控制指令；若为开环控制指令，则系统工作在开环状态；若为闭环控制指令则系统工作在闭环状态；

第十步：若第九步为开环控制指令，则通过上位机下发无功指令；若第九步为闭环控制指令，则计算当前电网中的无功功率，根据给定的无功功率参考值计算MCR应输出的无功功率；

第十一步：计算晶闸管触发角；

第十二步：判断触发角大小，若计算出的触发角在正常范围内，则继续执行第十三步；否则立刻执行保护程序，封锁输出晶闸管触发脉冲；

第十三步：根据计算出的晶闸管触发角以及锁相算法获得的电网电压同步信号，生成晶闸管触发脉冲；通过数字I/O接口模块输出晶闸管触发脉冲，经过电光转换电路转换成光信号后通过光纤进行传输，传输到晶闸管驱动电路后转换为具有驱动能力的电流信号，驱动磁阀式可控电抗器中的晶闸管工作，从而使磁阀式可控电抗器输出指定的无功功率；

执行完第十三步之后继续执行第三步，继续执行采样程序，构成主循环程序，测控系统持续工作。

2.根据权利要求1所述的测控方法，其特征在于，所述的磁阀式可控电抗器(9)与三相电网连接。