[发明专利]一种带幅值补偿功能的闭环控制积分系统

说明书

本发明提供一种带幅值补偿功能的闭环控制积分系统，主要包括非理想积分器、增益可变放大器和控制信号发生器；非理想积分器接收罗氏线圈输出信号，并对该信号进行积分运算，以抑制干扰直流量造成的积分溢出；增益可变放大器在接收到控制信号发生器所产生的控制信号后，基于控制信号，对非理想积分器的输出信号进行幅值增益调节，以在线补偿非理想积分器温漂和时漂所引起的幅值增益误差；控制信号发生器采集罗氏线圈输出端的各种电参数，并结合增益可变放大器的输出信号的各种电参数，产生控制信号，用以对可变增益放大器进行增益调节控制。实施本发明，不仅能实时补偿器件温漂和老化引起的误差，还具有测量精度高，成本低，性能更稳定等优点。

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，尤其涉及一种带幅值补偿功能的闭环控制积分系统。

背景技术

罗氏线圈是一种无磁芯的空心线圈，它具有结构简单、无磁饱和、线性度好等优点，现被应用广泛用于大电流的测量。罗氏线圈电流互感器由罗氏线圈和积分器组成，罗氏线圈将被测一次电流转化为其微分信号，积分器对微分信号进行积分运算还原成与一次电流成比例关系的电压信号，实现对一次电流的测量。

积分器作为罗氏线圈电流互感器的重要组成部分，其性能的好坏直接影响了电流互感器的测量性能。现有的模拟积分器在温度变化不大的环境中，在短时间内可以满足测量稳态交流电流的要求。

但是，由于模拟积分器是非理想器件组成，存在如下问题：1)其组成集成运算放大器存在零漂，长期使用易引起积分饱和；2)其组成的电容，电阻的值会随温度变化而变化，以及器件老化等问题导致罗氏线圈互感器长期使用稳定性差。

针对上述问题，一些研究人员提出利用数字电路对补偿进行补偿的方法，包括离线补偿型和在线补偿型。其中，离线补偿型在实际使用场景和补偿数据之间存在割裂，尤其是补偿有效的前提条件是数据要充分涵盖实际使用场景内的误差，这一点在实际测量中是很难做到的，导致补偿存在局限性；在线补偿型的方法通过测量有限数据对误差进行拟合，其补偿效果只能局限在数据覆盖的范围内，数据难以全面反映积分器的全部工作情况，而且设计复杂，使得硬件成本高昂。

因此，亟需一种带补偿功能的积分系统，不仅能实时补偿器件温漂和老化引起的误差，还具有测量精度高，成本低，性能更稳定等优点。

发明内容

本发明实施例所要解决的前述问题在于，提供一种带幅值补偿功能的闭环控制积分系统，不仅能实时补偿器件温漂和老化引起的误差，还具有测量精度高，成本低，性能更稳定等优点。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种带幅值补偿功能的闭环控制积分系统，包括非理想积分器、增益可变放大器和控制信号发生器；其中，

所述非理想积分器的输入端与所述罗氏线圈相连，用于接收所述罗氏线圈的输出信号，并对所述输出信号进行积分运算，实现抑制干扰直流量造成的积分溢出；

所述增益可变放大器的一输入端与所述非理想积分器的输出端相连，另一输入端与所述控制信号发生器的输出端相连，输出端与所述控制信号发生器的一输入端相连，用于在接收到所述控制信号发生器所产生的控制信号后，基于所述控制信号，对所述非理想积分器积分运算后的信号进行幅值增益调节，以在线补偿所述非理想积分器温漂和时漂所引起的幅值增益误差；

所述控制信号发生器的另一输入端与所述非理想积分器的输入端相连，用于采集所述罗氏线圈输出端的各种电参数，并结合所述增益可变放大器的输出信号的各种电参数，产生所述控制信号，且进一步以所述控制信号对所述增益可变放大器进行增益调节控制。

其中，所述非理想积分器包括由积分电阻R和积分电容C组成的积分电路、第一运算放大器U1和反馈电阻R_f；其中，