專利名稱：自給式遠(yuǎn)紅外與無線電電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可廣泛應(yīng)用在高壓線路上輸變電設(shè)備中的電流互感器，特別是一種自給式遠(yuǎn)紅外與無線電電流傳感器，它取代了當(dāng)前的電流互感器，解決了電流互感器存在的一些薄弱環(huán)節(jié)，它可作用在不同電壓等級和場所。
目前的電流互感器是必須串聯(lián)接在線路和設(shè)備中的，它所存在的不足是1)一次和二次接線要求耐壓絕緣高；2)制造工藝復(fù)雜和成本高；3)體大量重和安裝維護(hù)不便；4)需配套設(shè)施和復(fù)雜二次的接線；5)電壓等級越高成本越大。
本實(shí)用新型的目的是針對以上的問題而研制的一種自給式遠(yuǎn)紅外及無線電電流傳感器，它克服了以上電流互感器的弱點(diǎn)，它采用開口鐵芯線圈式互感器，卡接在用電設(shè)備上和線路中。當(dāng)線路和設(shè)備產(chǎn)生電流時，傳感器發(fā)射端采用自給式供電，把電流值轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)遠(yuǎn)紅外發(fā)射管或無線電發(fā)射組件、采用無線的形式發(fā)射給接收器；當(dāng)接收器接收到信號以后輸入給微處理器，它把電流信號處理后，配合當(dāng)?shù)仉娫纯奢敵鲂枰母鞣N參數(shù)顯示值(1)電流值、(2)電壓值、(3)有功功率值、(4)無功功率值和功率因數(shù)值。根據(jù)需要可設(shè)定多種保護(hù)及控制1)電流保護(hù)動作值、2)電壓保護(hù)動作值、3)配合補(bǔ)償電容器實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)控制及無功補(bǔ)償、4)并可設(shè)置和微機(jī)連接的接口，代替變電站的微機(jī)變送器、5)還可以配接遠(yuǎn)距離控制接口(遠(yuǎn)動功能)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的自給式遠(yuǎn)紅外與無線電電流傳感器，它是由發(fā)射器和接收器組成其中，a、發(fā)射器的構(gòu)成是開口鐵芯線圈CT，電流電壓轉(zhuǎn)換電路D9-D12，穩(wěn)壓穩(wěn)流電路U9-U17，取樣電阻R42經(jīng)放大器U6A接單片機(jī)U18的17腳，開口鐵芯線圈CT經(jīng)電阻R34、放大器U6B接單片機(jī)U18的6腳，單片機(jī)U18的12腳分二路輸出，一路接三極管T5的基極，三極管T5的輸出接發(fā)光二極管D7、D8；另一路經(jīng)電阻R44接組合發(fā)射元件U19，組合發(fā)射元件U19的2腳發(fā)射輸出；b、接收器的構(gòu)成是220伏電源分二路輸入，一路經(jīng)整流電路D4，儲能電容器C和開關(guān)管T3、T4連接，開關(guān)管T3、T4的輸出端與分閘線圈QT、合閘線圈QH連接；另一路接變壓器B1，整流電路D1，穩(wěn)壓電路U2輸出5伏、10伏工作電壓，電壓信號經(jīng)電阻R1接入放大器U5A，放大器U5A的輸出接單片機(jī)U3的4腳，電流信號由接收組件FYRF1的第4腳輸入，其第2腳輸出接放大器U5B，放大器U5B的輸出接單片機(jī)U3的第6腳，經(jīng)單片機(jī)U3處理后，由單片機(jī)U3的11、12腳接分合閘電路U4，單片機(jī)U3的7、13、16、17、18、21、22、23、24腳接發(fā)光二極管，單片機(jī)U3的26、27、28腳接功能鍵S1、S2、S3，單片機(jī)U3的25、26腳接顯示器U7、U8、U9，其輸出接數(shù)碼管BS1、BS2、BS3，單片機(jī)U3的14、15腳的輸出接存儲電路U1。當(dāng)接收組件FYRF1收到電流信號后，由放大器U5B放大，然后輸入給單片機(jī)U3解碼，取自電源的電壓信號由放大器U5A放大后，經(jīng)單片機(jī)U3處理后，按照所需參數(shù)及功能輸出，即功能指示和數(shù)字顯示參數(shù)，配接微機(jī)接口，執(zhí)行驅(qū)動出口采用大功率無觸點(diǎn)的開關(guān)管T3、T4，強(qiáng)電弱電之間采用分合閘電路U4，主要功能為高壓無功自動補(bǔ)償裝置的自動投切，輸配電線路、用電設(shè)備的電流保護(hù)和驗(yàn)測。
本實(shí)用新型的積極效果是1、該產(chǎn)品有過壓保護(hù)和線路缺相或停電時能自動跳閘的功能。
2、該產(chǎn)品能按設(shè)定的功率因數(shù)大小自動投切開關(guān)，可計(jì)算線路的無功需求量自動投切；自動相位調(diào)整。
3、該產(chǎn)品可顯示電壓、電流、功率因數(shù)值及開關(guān)動作次數(shù)的記憶功能。
4、該產(chǎn)品體積小，重量輕，經(jīng)濟(jì)可靠，接線簡單，維護(hù)方便。
5、該產(chǎn)品克服了傳統(tǒng)式電流互感器的不足。
6、該產(chǎn)品功能多，投資少。
7、該產(chǎn)品不受電壓等級和安裝地點(diǎn)限制。
8、該產(chǎn)品發(fā)射端直接用數(shù)字量傳輸，減少中間環(huán)節(jié)。


圖1是本實(shí)用新型開口鐵芯線圈CT的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2是本實(shí)用新型圖1的側(cè)視圖。
圖3是本實(shí)用新型發(fā)射器的電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型接收器的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖1、2、3、4所示。自給式遠(yuǎn)紅外與無線電電流傳感器是由兩部分組成，即發(fā)射器和接收器，發(fā)射器是由開口鐵芯線圈CT，電流電壓轉(zhuǎn)換電路D9-D12，及穩(wěn)壓穩(wěn)流元件U9-U17，在電阻R42兩端取出電流的幅值變量信號，經(jīng)放大器U6A放大后輸入給單片機(jī)U18，在開口鐵芯線圈CT中直接取出電流的相位信號，經(jīng)電阻R34加入放大器U6B，經(jīng)放大后，輸入單片機(jī)U18，經(jīng)單片機(jī)U18處理后，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換、射頻調(diào)制后，由發(fā)射元件遠(yuǎn)紅外超聲波或無線電組件(其中采用一種)以數(shù)字形式發(fā)射給接收器上。全部組件結(jié)合在一體上，無外部連接，采用自給自發(fā)式，可安裝在不同等級的電壓場所。
如圖1、2、3、4所示。本實(shí)用新型的接收器是當(dāng)接收組件FYRF1收到電流信號后，由放大器U5B放大后輸入給單片機(jī)U3解碼，取自電源的電壓信號經(jīng)放大器U5A放大，經(jīng)單片機(jī)U3處理后，按照所需參數(shù)及功能輸出，即功能指示和數(shù)字顯示參數(shù)，配接微機(jī)接口，執(zhí)行驅(qū)動出口采用大功率無觸點(diǎn)的開關(guān)管T3、T4，強(qiáng)電弱電之間采用分合閘電路U4，主要功能為高壓無功自動補(bǔ)償裝置的自動投切，輸配電線路、用電設(shè)備的電流保護(hù)和驗(yàn)測。
下面將結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型的應(yīng)用加以說明如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型遠(yuǎn)紅外及無線電發(fā)射器的工作原理是在用電設(shè)備或線路中接入開口鐵芯線圈CT，當(dāng)電流通過開口鐵芯線圈CT時，開口鐵芯線圈CT會產(chǎn)生電壓通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路D9-D12，經(jīng)整流和電容C26、C25、C22濾波，電容C25兩端產(chǎn)生5V的工作電壓，穩(wěn)壓管U10-U17是穩(wěn)壓過流元件，在電阻R42上產(chǎn)生電流電壓轉(zhuǎn)換，此幅值的電壓經(jīng)電阻R40，電容C18、電阻R41、R44接入放大器U6A的2、3端，由1端輸出，接入單片機(jī)U18的17腳，它為PIC16C711型號。電阻R26為反饋電阻，電阻R38、R39為降壓電阻，電容C19為穩(wěn)壓電容，電容C24為補(bǔ)償電容。電流的相位變比值通過電阻R34后，加入放大器U6B的5、6端，經(jīng)7腳輸入單片機(jī)U18的6腳。單片機(jī)U18在接收到電流的相位和幅值后經(jīng)內(nèi)部處理，經(jīng)單片機(jī)U18的12腳輸出，經(jīng)又電阻R43輸入到三極管T5上，其型號是9013，由三極管T3放大推動遠(yuǎn)紅外發(fā)射管D7、D8，把電流信號以數(shù)字形式發(fā)射給接收端。電阻R45為降壓電阻，晶體振蕩器OS2、C17、C12為單片機(jī)的晶振電路，在發(fā)射方式采用無線電發(fā)射時，在該電路的輸出端通過電阻R44接入無線電發(fā)射組件U19即可。傳輸電流的大小與開口鐵芯線圈CT的比值有關(guān)，電容C20、C21、電阻R46為補(bǔ)償電路。最小工作電流值為5％。發(fā)射距離遠(yuǎn)紅外8-15米，無線電20-50米。
如圖1、2、4所示，本實(shí)用新型遠(yuǎn)紅外及無線電接收器的工作原理是，遠(yuǎn)紅外及無線電接收器是一個高壓無功補(bǔ)償自動投切裝置的控制器。因?yàn)榘l(fā)射端是安裝在高壓線路的B相上，接收端的工作電壓和信號電壓接的是AC相電壓，電壓經(jīng)插件J3的第1、2端輸入220V交流電壓，經(jīng)整流電路D4整流后，由電阻R33、R25給外接電容器C充電，并供給開關(guān)管T3、T4等待分合閘線路工作。另一路220V電壓經(jīng)變壓器B1降壓為9V，經(jīng)整流電路D1整流，電容C8、C3濾波和U2穩(wěn)壓供給該電路的工作電壓。參考電壓經(jīng)電阻R1由電流電壓轉(zhuǎn)換電路D2、D3限壓后，接入放大器U5A的3端放大后經(jīng)電阻R17加入單片機(jī)U3的第4腳，其型號為PIC16C73B。電阻R18為降壓電阻，過壓保護(hù)信號經(jīng)電阻R19、R24、電位器W1、電容C10組成的調(diào)整電路是經(jīng)電阻R20輸入單片機(jī)U3的2腳，電阻R20為降壓電阻，發(fā)光二極管LED1為電壓指示發(fā)光二極管。發(fā)射器發(fā)出的電流信號接收后，經(jīng)天線RPM與插件J3的第8端，接入接收組件FYRF1的4端，又通過電阻R29接入放大器U5B的6端，經(jīng)接收組件FYRF1放大后，通過電阻R26接入放大器U5B的5端，經(jīng)放大后由7端經(jīng)電阻R16輸入給單片機(jī)U3的6腳上，經(jīng)微處理后，按照需要的功能輸出各種參數(shù)，由單片機(jī)U3的26、27、28腳輸出，經(jīng)插件J2A的5、6、7端接功能鍵。由單片機(jī)U3的第7、13、16、17、18、21、22、23、24腳輸出各種指示信號，經(jīng)電阻R5、R13和插件J1A的2、4和6、8端，插件J2A的1、3端使發(fā)光二極管工作。各種參數(shù)的顯示是有單片機(jī)U3的25、26腳經(jīng)插件J2A的4、5端接入到解碼驅(qū)動集成塊MC74HC164的U7，U8，U9上。BS1，BS2，BS3為數(shù)碼顯示器。當(dāng)功率因數(shù)低時單片機(jī)U3的第11腳輸出合閘信號，經(jīng)電阻R15使分合閘電路U4上端工作，驅(qū)動開關(guān)管T4帶動合閘電磁線圈QH使開關(guān)合閘。當(dāng)功率因數(shù)過高或超壓時，單片機(jī)U3第12腳輸出跳閘信號，經(jīng)R14使分合閘電路U4下端工作，驅(qū)動開關(guān)管T4帶動跳閘線圈QT開關(guān)分閘。R30為光電耦合器降壓電阻，穩(wěn)壓管DW1和電容C13為穩(wěn)壓濾波電路，電阻R31、R32、R23為光電耦合器工作電阻，二極管D5，D6為分合閘線圈續(xù)流二極管。RV2為壓敏保護(hù)電阻，集成電路U1--24LC02為單片機(jī)的記憶電路，電阻R6、R4、電容C4為降壓穩(wěn)壓電路，電阻R3和三極管T1和T2為顯示器防止閃爍作用，晶體OS1、電容C6、C7為單片機(jī)的晶振電路。
權(quán)利要求1.一種自給式遠(yuǎn)紅外與無線電電流傳感器，它是由發(fā)射器和接收器組成，其特征在于a、發(fā)射器的構(gòu)成是開口鐵芯線圈CT，電流電壓轉(zhuǎn)換電路D9-D12，穩(wěn)壓穩(wěn)流電路U9-U17，取樣電阻R42經(jīng)放大器U6A接單片機(jī)U18的17腳，開口鐵芯線圈CT經(jīng)電阻R34、放大器U6B接單片機(jī)U18的6腳，單片機(jī)U18的12腳分二路輸出，一路接三極管T5的基極，三極管T5的輸出接發(fā)光二極管D7、D8；另一路經(jīng)電阻R44接組合發(fā)射元件U19，組合發(fā)射元件U19的2腳發(fā)射輸出；b、接收器的構(gòu)成是220伏電源分二路輸入，一路經(jīng)整流電路D4，儲能電容器C和開關(guān)管T3、T4連接，開關(guān)管T3、T4的輸出端與分閘線圈QT、合閘線圈QH連接；另一路接變壓器B1、整流電路D1、穩(wěn)壓電路U2輸出5伏、10伏工作電壓，電壓信號經(jīng)電阻R1接入放大器U5A，放大器U5A的輸出接單片機(jī)U3的第4腳，電流信號由接收組件FYRF1的第4腳輸入，其第2腳輸出接放大器U5B，放大器U5B的輸出接單片機(jī)U3的第6腳，經(jīng)單片機(jī)U3處理后，由單片機(jī)U3的11、12腳接分合閘電路U4，單片機(jī)U3的7、13、16、17、18、21、22、23、24腳接發(fā)光二極管，由單片機(jī)U3的26、27、28腳接功能鍵S1、S2、S3，單片機(jī)U3的25、26腳接顯示器U7、U8、U9，其輸出接數(shù)碼管BS1、BS2、BS3，單片機(jī)U3的14、15腳的輸出接存儲電路U1。
專利摘要一種自給式遠(yuǎn)紅外及無線電電流傳感器是由發(fā)射器和接收器組成,并采用開口鐵芯線圈CT卡接在用電設(shè)備上和線路中。發(fā)射器將CT的電流信號變?yōu)殡妷盒盘?經(jīng)微處理后,以數(shù)字形式無線發(fā)射方式把電流值發(fā)射給接收端,其特點(diǎn)為自給自發(fā)不分電壓等級。接收器是一個多功能處理器,把收到的電流信號配合當(dāng)?shù)仉娫措妷盒盘柨扇〕鲭妷?、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等值,可完成對功率因數(shù)自動補(bǔ)償?shù)目刂?用電設(shè)備的過流、速斷保護(hù),報警功能。
文檔編號G08C17/00GK2478115SQ0123645
公開日2002年2月20日 申請日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
發(fā)明者范振亭, 柏正東, 張留山 申請人:范振亭