一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，用于對智能變電站輸電線路中電流信號的實時精確測量。
【背景技術(shù)】
[0002]電子式電流互感器的準(zhǔn)確性和可靠性是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保證。目前已有的電子式電流互感器種類較多，如中國專利CN101707129A公開的一種電子式互感器，采用光學(xué)元件作為傳感器。中國專利CN203838218U中公開了一種高壓側(cè)CT供能的電子式電流互感器，采用Rogowski線圈作為測量單元。中國專利CN103646768A提供了一種有源型電子式互感器，高壓側(cè)采用開氣隙的鐵芯作為取能線圈。然而，這些互感器中，光學(xué)元件易受環(huán)境溫度變化等因素的影響，因而準(zhǔn)確度不高。高壓側(cè)CT取能存在的問題為:大電流時CT易發(fā)熱，小電流時供能不足。
[0003]另外，目前各個廠家生產(chǎn)的電子式電流互感器準(zhǔn)確度一般為0.2S級，但在變電站實際運行中，由于現(xiàn)場的干擾或技術(shù)不成熟等問題，準(zhǔn)確度往往達不到0.2S級的要求，造成了電能計量的損失，給供電公司和用戶帶來了諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對目前電子式電流互感器存在的準(zhǔn)確度不高、供能不便的問題，本實用新型提出了一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，高壓側(cè)傳感單元采用兩個空心線圈傳感器測量一次導(dǎo)線中的電流，利用兩個線圈的綜合輸出作為互感器最終的輸出，有利于降低共模干擾，提高互感器測量的準(zhǔn)確度。同時，利用兩空心線圈傳感器之間的輸出差異判斷互感器的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了互感器準(zhǔn)確度的自診斷，提高了智能化水平。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，包括高壓側(cè)傳感單元、低壓側(cè)采集傳輸單元、高壓殼體，高壓側(cè)傳感單元包括兩個空心線圈傳感器，兩個空心線圈傳感器位于接地的屏蔽罩中，兩個空心線圈傳感器通過屏蔽電纜與位于底座中的低壓側(cè)采集傳輸單元連接。
[0007]所述低壓側(cè)采集傳輸單元位于地電位側(cè)，低壓側(cè)采集傳輸單元由信號濾波模塊、信號放大模塊、數(shù)字積分模塊、微處理器模塊依次連接構(gòu)成。
[0008]所述低壓側(cè)采集傳輸單元連接變電站220V電源。
[0009]所述屏蔽罩為銷合金材質(zhì)，屏蔽罩通過支撐桿固定在高壓殼體內(nèi)。
[0010]所述支撐桿為鋁合金材質(zhì)，支撐桿作為接地導(dǎo)體連接到底座上，支撐桿通過底座與大地連接，保持地電位，底座上設(shè)有用于與大地連接的接地端子。
[0011]所述兩個空心線圈傳感器為印刷電路板技術(shù)制作而成的線圈傳感器。
[0012]所述高壓側(cè)傳感單元、屏蔽罩位于高壓殼體內(nèi)，高壓殼體上設(shè)有支撐絕緣子。
[0013]所述數(shù)字積分模塊為數(shù)字積分芯片ADE7759。
[0014]本實用新型一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，技術(shù)效果如下:
[0015]1)、該電子式電流互感器采用兩個空心線圈作為電流傳感器，同時測量同一電流信號。兩個空心線圈傳感器的輸出經(jīng)過屏蔽電纜傳送給低壓側(cè)采集傳輸單元。低壓側(cè)采集傳輸單元位于地電位側(cè)，由變電站220V電源直接供電，有效克服了目前高壓側(cè)CT取能存在的問題。低壓側(cè)采集傳輸單元在對兩空心線圈傳感器的信號進行濾波、放大處理后，利用數(shù)字積分將其輸出的微分信號還原為正比于被測電流的信號。數(shù)字積分可有效避免目前常用模擬積分器存在的電路復(fù)雜、易受溫度影響等問題，在一定程度上提高了互感器數(shù)字信號處理環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確度。數(shù)字積分后的信號進入微處理器進行分析處理，通過將兩個空心線圈傳感器的輸出信號進行綜合處理，以其平均值作為最終的輸出，從而有效降低了共模干擾，提高了測量準(zhǔn)確度。當(dāng)兩空心線圈傳感器的輸出差異較大(>0.05%)時，說明互感器準(zhǔn)確度無法保證，此時微處理器將發(fā)出報警信號，提示工作人員進行檢修，從而實現(xiàn)了互感器準(zhǔn)確度的自診斷，提高了互感器的智能化水平。
[0016]2)、空心線圈傳感器采用印刷電路板技術(shù)制作而成，保證了線匝的均勻性，克服了手工繞制難度大、線匝不均勻的問題，避免了手工繞制線圈易受導(dǎo)線偏心等因素影響的問題。
[0017]3)、空心線圈傳感器的輸出采用數(shù)字積分芯片ADE7759對其進行積分還原，一定程度上克服了模擬積分存在的電路復(fù)雜、準(zhǔn)確度低等問題，提高了互感器的測量準(zhǔn)確度。
[0018]4)、所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，在額定電流5%_120%測量范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度可達到0.1級。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的低壓側(cè)采集傳輸單元模塊連接圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，包括高壓側(cè)傳感單元1、低壓側(cè)采集傳輸單元2、高壓殼體3、支撐絕緣子4、底座5等部分構(gòu)成。所述高壓側(cè)傳感單元I內(nèi)部包含兩個空心線圈傳感器6，兩空心線圈均采用印刷電路板技術(shù)制作而成，保證了線圈中線匝分布的均勻性?？招木€圈傳感器6位于接地的屏蔽罩7中，提高了其抗外界電磁干擾的能力。兩空心線圈的輸出通過屏蔽電纜8傳輸至底座5中的低壓側(cè)采集傳輸單元2中。所述低壓側(cè)采集傳輸單元2位于地電位側(cè)，低壓側(cè)采集傳輸單元2由信號濾波模塊、信號放大模塊、數(shù)字積分模塊、微處理器模塊依次連接構(gòu)成，如圖2所示。
[0022]所述的空心線圈傳感器6的輸出信號為被測電流的微分信號，需要數(shù)字積分模塊進行還原。本實用新型采用數(shù)字積分還原空心線圈傳感器二次側(cè)輸出的微分信號，可有效克服模擬積分存在的電路復(fù)雜、準(zhǔn)確度低等問題。
[0023]所述的屏蔽罩7采用鋁合金材料制作而成，通過支撐桿9固定在高壓殼體3內(nèi)。支撐桿9采用鋁合金材料制成，既作為固定用的支架，也作為接地導(dǎo)體連接至底座5上，并通過底座與大地相連，保持地電位。底座5上含有接地端子10，運行時與大地相連。所述高壓側(cè)傳感單元1、屏蔽罩7位于高壓殼體3內(nèi)，高壓殼體3使得內(nèi)部的設(shè)備處于一個封閉的環(huán)境中，保護其免受外部電磁干擾和天氣變化等的影響。高壓殼體3上設(shè)有支撐絕緣子4，既用于支撐高壓殼體3及其內(nèi)部設(shè)備，也用于高壓殼體3和底座5及其內(nèi)部設(shè)備之間的絕緣。
[0024]所述的低壓側(cè)采集傳輸單元2位于地電位側(cè)，所需電源由變電站220V電源直接提供。兩空心線圈傳感器6的輸出經(jīng)過屏蔽電纜8傳送給低壓側(cè)采集傳輸單元2中的信號濾波模塊，經(jīng)過濾波后，傳給信號放大模塊，信號放大模塊將信號放大至合適的值(2V)。信號放大模塊的輸出傳給數(shù)字積分模塊進行處理。數(shù)字積分模塊采用ADE7759芯片實現(xiàn)。數(shù)字積分的輸出經(jīng)微處理器模塊TMS320F28進行分析處理后，按照一定的格式通過光纖傳送給后續(xù)設(shè)備。后續(xù)設(shè)備一般為合并單元或者其他接收裝置。
[0025]本實用新型一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，在運行中通過比對兩空心線圈傳感器6的輸出之間的差異，來判斷互感器的準(zhǔn)確度狀態(tài)。當(dāng)兩空心線圈傳感器6輸出差異小于0.05%時，說明整個電子式電流互感器狀態(tài)良好，此時將兩空心線圈傳感器6輸出的平均值作為最終的輸出。當(dāng)兩空心線圈傳感器6輸出差異大于0.05%時，說明互感器存在問題，準(zhǔn)確度無法保證。此時，低壓側(cè)采集傳輸單元2將向后續(xù)設(shè)備發(fā)送報警信號，提示工作人員進行檢修。通過這種方式，可以大大提高互感器的準(zhǔn)確度，并提高互感器的智能化水平，使其具備準(zhǔn)確度自診斷功能。
[0026]本實用新型一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，高壓側(cè)傳感單元采用兩個空心線圈傳感器實現(xiàn)被測電流的測量，并利用數(shù)字積分對空心線圈傳感器的輸出進行還原。通過比對兩空心線圈傳感器6的輸出來判斷互感器的運行狀態(tài)，實現(xiàn)互感器準(zhǔn)確度的自診斷和報警。同時，利用空心線圈傳感器6的綜合輸出作為互感器最終的輸出，提高了互感器測量的準(zhǔn)確度，尤其可抵抗小電流測量時的共模干擾。通過這種方式，互感器的準(zhǔn)確度可達到0.1級，而目前使用的互感器一般為0.2S級，故這種方法可大大提高電力系統(tǒng)測量和電能計量的準(zhǔn)確性。
【主權(quán)項】
1.一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，包括高壓側(cè)傳感單元(I)、低壓側(cè)采集傳輸單元(2)、高壓殼體(3)，其特征在于，高壓側(cè)傳感單元(I)包括兩個空心線圈傳感器(6)，兩個空心線圈傳感器(6)位于接地的屏蔽罩(7)中，兩個空心線圈傳感器(6)通過屏蔽電纜(8)與位于底座(5)中的低壓側(cè)采集傳輸單元(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述低壓側(cè)采集傳輸單元(2)位于地電位側(cè)，低壓側(cè)采集傳輸單元(2)由信號濾波模塊、信號放大模塊、數(shù)字積分模塊、微處理器模塊依次連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述低壓側(cè)采集傳輸單元2連接變電站220V電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述屏蔽罩(7)為銷合金材質(zhì)，屏蔽罩(7)通過支撐桿(9)固定在高壓殼體(3)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述支撐桿(9 )為鋁合金材質(zhì)，支撐桿(9 )作為接地導(dǎo)體連接到底座(5 )上，支撐桿(9 )通過底座(5)與大地連接，保持地電位，底座(5)上設(shè)有用于與大地連接的接地端子(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述兩個空心線圈傳感器(6)為印刷電路板技術(shù)制作而成的線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述高壓側(cè)傳感單元(I)、屏蔽罩(7 )位于高壓殼體(3 )內(nèi)，高壓殼體(3 )上設(shè)有支撐絕緣子(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，其特征在于，所述數(shù)字積分模塊為數(shù)字積分芯片ADE7759。
【專利摘要】一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，包括高壓側(cè)傳感單元、低壓側(cè)采集傳輸單元、高壓殼體，高壓側(cè)傳感單元包括兩個空心線圈傳感器，兩個空心線圈傳感器位于接地的屏蔽罩中，兩個空心線圈傳感器通過屏蔽電纜與位于底座中的低壓側(cè)采集傳輸單元連接。本實用新型一種高精度數(shù)字量輸出電子式電流互感器，高壓側(cè)傳感單元采用兩個空心線圈傳感器測量一次導(dǎo)線中的電流，利用兩個線圈的綜合輸出作為互感器最終的輸出，有利于降低共模干擾，提高互感器測量的準(zhǔn)確度。同時，利用兩空心線圈傳感器之間的輸出差異判斷互感器的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了互感器準(zhǔn)確度的自診斷，提高了智能化水平。
【IPC分類】G01R15-18, H01F27-36, H01F38-32
【公開號】CN204596615
【申請?zhí)枴緾N201520343588
【發(fā)明人】李振華, 胡蔚中, 閆蘇紅, 黃悅?cè)A, 程江洲, 李振興
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月25日