CN102707129A

CN102707129A - 电流传感装置

Info

Publication number: CN102707129A
Application number: CN2012101189204A
Authority: CN
Inventors: 孙红华; 王志龙; 高丰; 贾晓静; 杨山岭; 卢义京; 张建军; 梁东; 甘景福; 高俊福; 秦淑云; 穆勇; 袁燕岭; 李良杰; 牛冠清; 吴超
Original assignee: TANGSHAN POWER SUPPLY CO NCGC; Beijing Nobbel Electric TECH Develop Co Ltd
Current assignee: TANGSHAN POWER SUPPLY CO NCGC; Beijing Nobbel Electric TECH Develop Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种电流传感装置，包括电流传感器，用于测量一次导体上的电流信号，其特征在于：还包括检测单元，用于接收所述电流信号，并获取该电流信号的特征值后输出。本发明能够在线检测一次导体的电流信号，为单台一次导体的故障诊断分析提供了可靠的判断依据。

Description

电流传感装置

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种的电流传感装置。

背景技术

采用高压并联电容器进行无功补偿是改善功率因数最常用的方式，该种补偿方式具有投资小，有功功率损耗小，运行维护方便的优点。但高压并联电容器是满载运行设备，额定电流较大，长时间运行后易出现电容元件的老化造成高压并联电容器损坏的情况，甚至会出现鼓肚、群爆等严重的设备事故，给电网安全运行造成影响，同时高压并联电容器还要承受操作过电压及系统内谐波成份的影响，造成设备缺陷率较高。

目前，仅仅只能通过停电检修等方式对高压并联电容器的运行状态进行评估，其它保护手段仅可保证运行中的故障不被扩大。国内外电网企业对运行的高压并联电容器的检测方法主要有红外诊断及电容量测试。红外测温诊断无法有效发现设备的内部缺陷。目前对电容量的检测属于周期性检测，检测周期为3年，无法及时有效发现设备的内部缺陷。

近年来，由于高压并联电容器事故频发，对供电可靠性造成了较大威胁，因此高压并联电容器在线监测手段的研究越来越受到关注。国内外研究人员在此领域都进行了许多研究。总结各种监测技术发现，现有高压并联电容器监测系统一方面实时性、准确性不够。另一方面目前在线监测系统一般只是对整组高压并联电容器的某些参数进行监测，还是不能达到准确判断故障电容器的目的，实际应用比较繁琐。高压并联电容器在长期运行中，由于缺陷、故障较多，而目前电网检修运行方式无法有效实现提前预判设备故障，以致易出现单台电容器故障扩大为整组故障，存在较大的设备安全运行隐患，影响了无功电压的就地支撑能力。

发明内容

本发明目的在于提供一种电流传感装置，其能够在线检测一次导体的电流信号，为单台一次导体的故障诊断分析提供了可靠的判断依据。

本发明采用如下技术方案：

一种电流传感装置，包括电流传感器，用于测量一次导体上的电流信号，其特征在于：还包括检测单元，用于接收所述电流信号，并获取该电流信号的特征值后输出。

还包括供电单元，所述供电单元包括取能单元和电源模块；其中，所述取能单元通过所述一次导体上的电流获取电流并输出，所述电源模块用于接收所述取能单元输出的所述电流，并将所述电流转换成稳定的电压后提供给所述检测单元。

还包括充放电单元，在所述检测单元工作时，为所述检测单元提供稳定的电压；在所述检测单元不工作时，所述电流传感器为所述充放电单元充电。

所述检测单元包括A/D转换子单元、计算子单元和通讯子单元；其中，所述A/D转换子单元用于接收所述电流传感器输出的所述电流信号并转换成数字信号后输出；所述计算子单元用于接收所述A/D转换子单元输出的所述数字信号并进行分析计算，得到所述电流信号的特征值后输出；所述通讯子单元用于接收所述特征值并输出。

所述通讯子单元为无线通讯模块或光纤。

所述检测单元还包括滤波子单元，所述滤波子单元用于对所述电流传感器或者所述A/D转换子单元输出的所述信号进行滤波。

所述电流传感器套装或封固于所述一次导体或套装在穿设有所述一次导体的高压套管的根部或顶部。

所述一次导体为具有高电位并有电流流过的设备，所述电流信号的特征值为基波或各次谐波的幅度的有效值、平均值、峰值和频率中的一个或一个以上的组合。

所述电流传感器为环形线圈、钳形线圈、开口式线圈、罗氏线圈和霍尔线圈中的一种。

所述充放电单元为可充电电池或电容。

本发明的技术效果是：

本发明在电流传感器测量到单台一次导体上的电流信号后，通过检测单元，获取所述电流信号的特征值，从而连续监测单台一次导体的运行工况，诊断早期缺陷，及时发出报警信号，并给出相应反措措施，能够保障整组一次导体的运行安全，有效提高电力系统的安全经济效益。

附图说明

图1为本发明所测量的高压并联电容器的实施例示意图；

图2为本发明电流传感装置的结构示意图；

图3为本发明电流传感装置实施例一的结构框图；

图4为本发明电流传感装置实施例二的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

本发明的测量对象通常是“一次导体”，比如：电容器、穿墙套管和变压器等。这里的“一次导体”指的是具有高电位并有电流流过的设备，当该设备安装电流传感器后，电流传感器能够根据电磁感应原理测量出流经该设备的电流信号。下面以高压并联电容器作为测量对象对本发明进行阐述。

如图1所示，图1中示出的是一组高压并联电容器，该组高压并联电容器由a、b、c三相组成，每一相仅示出一台电容器C，实际上，每一相可以由多条支路并联组成，而且每条支路可以串联N台电容器，N大于等于1。本发明的待测的电路信号包括每条支路电容器C的电流信号i(下文均简称为“电容器C的电流信号i”)和每条支路电容器C的两端的电压信号u(下文均简称为“电容器C的端电压信号u”)，还可以包括每组电容器C的不平衡电压信号ΔU(下文均简称为“电容器C的不平衡电压信号ΔU”)和每条支路中每台电容器C的温度信号T(下文均简称为“电容器C的温度信号T”)。

如图2-3所示，本发明用于测量电容器C的电流信号i，包括电流传感器1和检测单元2，本实施例中，电流传感器1采用的是一个环形结构，如环形线圈，环形线圈套装或封固于电容器C或穿设在电容器C的高压套管的根部或顶部。该电流信号i通过流经电容器C的电流I而感应获得，电流信号i指的是某一个时刻对应的电流信号。与其他的电流传感器相比，环形结构更容易取得较高精度的信号，电流传感器1可以采用钳形线圈、开口式线圈、罗氏线圈和霍尔线圈中的任一一种，但不限于此。

本实施例中，可以采用内置电池作为供电单元为检测单元2供电，也可以包括取能单元3和电源模块4。下面通过一个具体的实施例进一步详细描述取能单元3和电源模块4在本发明中所起到的作用和功能。

如图4所示，上述“取能”指的是通过电磁感应的原理从电容器C感应获取电流。取能单元3采用的也是环形结构，比如取能线圈，这种环形结构比较容易实现，但是方形、矩形、椭圆、甚至开口的结构也是可以实现的。取能单元3套装或封固于电容器C或穿设于电容器C的高压套管的根部或顶部，通过流经电容器C的电流感应获取电流源，输出给电源模块4。由于取能单元3与电流传感器1的形状以及放置位置相同，因此可以将取能单元3和电流传感器1放置在同一个环形外壳内。电源模块4可以从市面进行购置，比如：型号为LPK2-P的电源模块，其主要作用是：将取能单元3输送的电流源转换成稳定的电压源，然后提供给检测单元2。与电池相比，采用取能单元3和电源模块4的组合好处在于：取能单元3和电源模块4的组合能够延长使用寿命，而避免了电池需要经常更换的缺陷。

上述实施例中，还可以采用充放电单元5作为供电单元为检测单元2供电，充放电单元5可以是可充电电池或电容，这样，在检测单元2工作时，充放电单元5可以为检测单元2提供稳定的电压源，而在检测单元2不工作时，由电流传感器1为充放电单元5充电。

如图3、图4所示，检测单元2用于接收电流传感器1采集到的电流信号i后，获取电流信号i的特征值后输出。检测单元2包括A/D转换子单元21、计算子单元22和通讯子单元23，其中，A/D转换子单元21用于接收电流传感器1输出的电流信号i，并进行模数转换，得到一个电流信号i的数字信号后再输出。计算子单元22用于接收A/D转换子单元21输出的数字信号，并将数字信号进行分析计算，如：傅里叶变换，得到电流信号i的特征值，该特征值指基波或各次谐波的幅度的有效值、平均值、峰值和频率中的一个或一个以上的组合。各次谐波指三次谐波或五次谐波或七次谐波等。电流信号i的特征值通过通讯子单元23进行输出。本实施例中，通讯子单元23可以采用无线通讯模块，也可以采用光纤，进行信号传输。检测单元2还可以包括滤波子单元24，其用于对电流传感器1或者A/D转换子单元21输出的信号进行滤波处理，以滤掉除了想要的特征值以外的信号值。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims

1.一种电流传感装置，包括电流传感器，用于测量一次导体上的电流信号，其特征在于：还包括检测单元，用于接收所述电流信号，并获取该电流信号的特征值后输出。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括供电单元，所述供电单元包括取能单元和电源模块；其中，所述取能单元通过所述一次导体上的电流获取电流并输出，所述电源模块用于接收所述取能单元输出的所述电流，并将所述电流转换成稳定的电压后提供给所述检测单元。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括充放电单元，在所述检测单元工作时，为所述检测单元提供稳定的电压；在所述检测单元不工作时，所述电流传感器为所述充放电单元充电。

4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：所述检测单元包括A/D转换子单元、计算子单元和通讯子单元；其中，所述A/D转换子单元用于接收所述电流传感器输出的所述电流信号并转换成数字信号后输出；所述计算子单元用于接收所述A/D转换子单元输出的所述数字信号并进行分析计算，得到所述电流信号的特征值后输出；所述通讯子单元用于接收所述特征值并输出。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述通讯子单元为无线通讯模块或光纤。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述检测单元还包括滤波子单元，所述滤波子单元用于对所述电流传感器或者所述A/D转换子单元输出的所述信号进行滤波。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述电流传感器套装或封固于所述一次导体或套装在穿设有所述一次导体的高压套管的根部或顶部。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述一次导体为具有高电位并有电流流过的设备，所述电流信号的特征值为基波或各次谐波的幅度的有效值、平均值、峰值和频率中的一个或一个以上的组合。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：所述电流传感器为环形线圈、钳形线圈、开口式线圈、罗氏线圈和霍尔线圈中的一种。

10.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述充放电单元为可充电电池或电容。