CN102081115A - 一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置 - Google Patents

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张志文
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本发明公开了一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置。其方法包括以下步骤：1）采用交流电流传感器采集整流变压器阀侧多路电流信号；2）采集单元对交流电流传感器采集到的电流信号进行同步采样；3）采样数据通过接口传输到PC机；4）PC机对接收到的数据进行实时分析处理，计算被测直流电流的大小。本发明结构简单，体积小，测量过程不受直流强磁场的影响，操作方便，且测量精度高，可实现数万安培直流大电流的精确测量，有效解决了电解化工等行业的直流电流测量、交流谐波分析、整流柜及变流系统的能耗分析及效率核算问题。

Description

一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种测量直流电流的方法，特别涉及一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置。
背景技术
随着现代工业向规模化方向发展，在直流输电、化工、冶金等行业中应用的变流系统的容量越来越大，其中直流电流也在不断增大，特别是在一些电解行业，直流电流可高达数十万安培，而直流大电流的准确测量一直以来都是尚未有效解决的技术难题之一，其也直接关系到变压器、变流器等部件的效率核算的精度和可信度。目前对直流大电流的测量方法主要分为两大类：一是根据被测电流在电阻上的压降来计算直流电流，二是根据被测电流所建立的磁场，通过测量其磁密、磁通或磁势等来测量电流大小。第一种方法的代表测试仪器是分流器，但是其功耗消耗大，发热严重，测量电流不超过10kA，且精度较低，已经很少被采用。取而代之的第二种方法的代表仪器主要有直流互感器、直流比较仪、霍尔电流传感器与光电直流传感器等几种，其中直流互感器体积较大，价格较高，需要外接电源，精度也较低；直流比较仪低端性能差，初始电流大，且易产生电流过冲；霍尔电流传感器体积大、价格高以及安装不便，且受磁场影响严重，测量精度不高；光电直流传感器不受干扰电磁场的影响，但是线性双折射、长期可靠性、温度稳定性等困扰了其实用化。
发明内容
为了解决现有直流大电流测量装置体积庞大以及测量精度低的技术问题，本发明提供了一种结构简单、成本低的基于交流检测的直流大电流间接测量装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
1）采用交流电流传感器采集整流变压器阀侧多路电流信号；
2）采集单元对交流电流传感器采集到的电流信号进行同步采样；
3）采样数据通过接口传输到PC机；
4）PC机对接收到的数据进行实时分析处理，计算被测直流电流的大小。
一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置：包括整流变压器、交流传感器、采集单元和PC机，所述的交流传感器置于整流变压器侧绕组与整流晶闸管之间的联接母排上，采集单元一端与交流传感器连接，另一端与PC机连接。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：本发明采用交流电流传感器检测整流变压器阀侧电流波形去计算直流电流的大小，省去了体积庞大的直流传感器，大大减小了测量装置的体积，且交流电流传感器容易被准确校验，不受直流强磁场影响，不易饱和而具有良好的线性度，大大提高了测量的精度。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为典型6脉波整流系统阀侧绕组及整流器接线图。
图3为本发明12脉波系统测试电路原理图。
具体实施方式
一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法，包括以下步骤：
1）交流电流传感器采集整流变压器阀侧多路电流信号；
2）采集单元对交流电流传感器采集到的电流信号进行同步采样，采样数据存储于采集单元内；
3）将采样数据通过接口传输到PC机；
4）PC对接收到的数据进行实时分析处理，实现直流电流的实时计算与波形的实时显示，同时实现阀侧交流电流测量与谐波分析。
实现基于交流检测的直流大电流间接测量的装置如图1所示。图中，1为交流电流传感器，2为多通道采集单元，3为PC机，4为整流变压器，5为直流负载，6为阀侧绕组。本装置包括整流变压器4、交流传感器1、晶闸管、直流负载5、6通道采集单元2和PC机3，所述的交流传感器1置于置于整流变压器侧绕组与整流晶闸管之间的联接母排上，直流负载5与接晶闸管连接，6通道采集单元2一端与交流传感器1连接，另一端与PC机3连接；6通道采集单元2的通道个数可以为6个或6的倍数个，且采集单元通道每个通道相互独立、相互隔离且保持每个通道同时采样，所述的PC机3上设有实现直流电流的实时计算与波形的实时显示，同时实现阀侧交流电流测量与谐波分析的实时处理分析软件。
如图2所示，大功率6脉波整流系统阀侧绕组6采用同相逆并联与整流器联接，联接母排共计12根，本方法只需要6个交流电流传感器1即可实现直流电流值的精确测量，交流电流传感器1置于连接正向晶闸管的整流器进线端母排上，与整流器形成一个整体。在图2中，共需要1个6通道采集单元2对电流信号进行调理和采样，采集单元每通道相互独立，互相隔离，且保持每个采样通道采样的同时性。采集单元对采集的信号进行处理，实现阀侧交流电流测量与谐波分析，数据可存储于采集单元内部，通过LAN、CAN或USB传送至PC机3，可直接实现阀侧交流电流测量与谐波分析；同时，对采样的三相正半波数据进行叠加处理，然后求其平均值之和即为直流电流值，并对叠加的数据进行反演，求得直流电流的波形。
如图3所示，对于12脉波系统，需要12个交流电流传感器，因此需要2个6通道采集单元2或者一个12通道采集单元。如果选用2个6通道采集单元2，为了保证数据采样的同步性，可由PC机发送采集指令至一个采集单元上，通过其控制另一采集单元进行同步采样。

Claims (3)

1.一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法，包括以下步骤：
1）用交流电流传感器采集整流变压器阀侧多路电流信号；
2）采集单元对交流电流传感器采集到的电流信号进行同步采样；
3）将采样数据通过接口传输到PC机；
4）PC机对接收到的数据进行实时分析处理，计算被测直流电流的大小。
2.一种基于交流检测的直流大电流间接测量的装置，其特征在于：包括整流变压器、交流传感器、采集单元和PC机，所述的交流传感器置于整流变压器侧绕组与整流晶闸管之间的联接母排上，采集单元一端与交流传感器连接，另一端与PC机连接。
3.根据权利要求2所述的基于交流检测的直流大电流间接测量的装置，其特征在于：所述采集单元的通道为6个或6的倍数个。
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