硅谷杂志：TCR型SVC装置的电压电流测量系统设计 |
| 2012-10-29 17:24 作者：张琳 吴迪 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月29日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，简要介绍SVC系统的电压电流采样核心器件AD786，通过合理设计方案使系统达到准确、实时、快速工作。
关键词：SVC；AD7864；电压电流测量
0引言
如今在工业用电方面电能污染越来越严重，静止型高压无功补偿装置SVC的地位慢慢的体现出来。稳定、快速、可靠SVC系统离不开它的电压点检测装置。本文通过选择良好的检测器件AD7864和合理的设计方案可达到SVC的工作效果
1AD7864AD转换器的简要介绍
AD7864是一款高速度、低功耗、四通道同时采样的12位A/D转换器，且只需一路＋5V电源供电。AD7864型ADC芯片由一个ADC、四路采样/保持放大器、一个2.5V内部参考电源、片内晶振、信号调理电路和一个高速并行接口组成。AD7864的功能框图如图1所示。
图1AD7864功能框图
四路模拟输入信号被同时采样，因而可以同时保存四路信号的相位信息。期间可接收模拟输入电压范围，对于AD7864-1是±10V，对于AD7864-2是0－2.5V或0－5V，对于AD7864-3是±2.5V。器件允许用户选取四个通道中的任意几个进行转换，以便尽可能的提高转换速率。通道选择既可以通过硬件设定，也可以通过软件设定。一个单转换开始脉冲信号（/CONVST）同时使四路采样保持放大电路处于保持状态，并按选择的序列开始转换。/EOC信号有效表明序列中的某一通道转换已经完成。BUSY信号表明一个序列的转换未结束。转换结果通过12位平行数据总线在/CS和/RD的配合下读出。单通道的最大转换速率为500kSPS，对于四通道序列转换速率是130kSPS。对于边转换边读出结果的工作模式，转换速率取决于微处理器的读周期时间。
AD7864的取样保持放大器的－3dB全电源带宽可达3MHz，转换精度为±1LSB，转换误差最大为±3LSB，采样保持稳定时间为0.35us。可见，从工作带宽、精度、误差、速度来讲，AD7864是一款很好的A/D转换器。
AD7864中有4个AD转换结果寄存器，见图2，在转换结束后第1次/RD有效时读出第1通道转换结果，第2次/RD有效时读出第2通道转换结果，当第4次/RD有效时读出第4通道转换结果，然后PIONTER计数器重新指向0。边转换边读出结果时，转换未结束，PIONTER不会递增，转换全部结束后，在最后一个通道的转换结果读出后，PIONTER计数器自动归零。
图2AD7864转换结果寄存器读出原理示意图
2AD7864与微处理器的接口
AD7864的高速并行接口使其很容易与大多数的DSP处理器和微处理器接口。AD7864的接口包括12位数据线（DB0-DB11）、片选信号（/CS）、读信号（/RD）、写信号（/WR）、转换完成信号（/EOC）和转换状态信号（BUSY）。
3AD7864在SVC装置中测量电力系统电压和负载电流中的应用
在SVC装置中需要对电力系统的三相线电压、补偿负荷的三相线电流进行实时测量，然后按照瞬时无功功率算法，在DSP（TMS320F2812）中计算出需要补偿的导纳，再利用线性插值算法，计算出晶闸管相控电抗器（TCR）的触发角度，在线电压同步信号下产生触发脉冲，再经过电光转换电路，形成光信号给处于高电位的晶闸管脉冲触发单元（TE板），控制晶闸管的开通。电力系统的三相线电压、补偿负荷的三相线电流是整个控制系统最重要的源信息，要求准确、实时、抗干扰。为了抗干扰，测量电路中还采用了光隔离放大器ISO124和放大器OP497等器件。整个测量系统结构示意如图3。
图3电力系统的电压电流测量系统结构
其中，三相电力系统线电压10kV，负荷线电流200A。电压互感器为10kV/100V，电流互感器为200A/5A。电压变换器为100V/3.53V，电流变换器为5A/3.53V。光隔离放大器为ISO124，它采用两套电源工作，将主电路与测量电路进行电隔离，提高抗干扰能力。运算放大器OP497接成电压跟随器形式，进行阻抗变换和隔离。A/D转换器采用上述的AD7864-1，每片选择通道1、2、3，通道4不用，将输入接地，以减少干扰。测量系统中有两片AD7864-1。AD780为3.3V参考电源。采用每转换完一个通道，读一个转换结果的工作方式，通过查询BUSY的状态，启动读出结果时序。每读完4次（最后一次为哑读），结果寄存器的PIONTER计数器自动重新归零。
4总结
静止型高压无功补偿装置SVC可以快速检测出系统电压电流计算无功功率，通过较好无功功率算法，调节晶闸管控制电抗器（TCR）的等效导纳，达到补偿无功功率、提高系统功率因数的效果。系统的调节效果与系统电压电流测量的准确性、实时性、精读、速度有很大关系。通过上述特点，需选择良好的AD转换器。AD7864就十分适合这种应用场合。
参考文献：
[1]4-Channel,SimultaneousSampling,HighSpeed,12-BitADCAD7864.AnalogDevicesInc.2004.
[2]张雄伟，DSP芯片的原理与开发应用（第2版）[M].电子工业出版社，2000.
[3]何大愚，柔性交流输电技术的定义、机遇及局限性[J].电网技术，1996，20（6）.
作者简介
张琳（1985-），辽宁人，大学本科，助理工程师，中国石油西南管道兰成渝输油分公司；吴迪（1981-），黑龙江人，成专，员级，中国石油西南管道兰成渝输油分公司；杨瑜（1983-），辽宁人，大学本科，助理工程师，辽宁省建设工程质量监督总站。 |
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