CN103023479A - 一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。本发明的优越性在于测量一次侧电流信号中的1-50次谐波时能做到高准确度信号还原，线性度高，具有很好的温度稳定性，准确度可达到0.5％。
Description
技术领域
本发明属于电力测量技术领域，特别涉及一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路。
背景技术
在电子式电流互感器的研究中，罗氏线圈作为一次电流传感单元，以其线性度好、无磁饱和现象、测量带宽广且准确度高等优良特性，得到了广泛的关注。但是由于罗氏线圈二次侧输出电压信号是一次侧电流信号的微分，要还原出与一次侧电流信号成正比例的信号，必须添加相应的积分环节。因此，积分器电路是罗氏线圈互感器实际应用中的关键且必不可少组成部分。
积分电路是指使输出电压与输入电流的时间积分值成比例的电路。在信号处理电路和有源网络中作模拟运算的积分器常用运算放大器和RC器件构成。采用运算放大器、输入电阻和反馈电容构成基本积分器电路，由于运算放大器固有输入偏置及温度漂移等参数的影响，存在“积分漂移”现象，都将使运放的输出达到饱和，带来积分器阻塞；另外积分器输出幅度变化近似反比与频率变化，当频率很小时，增益可能是工频信号的很多倍，即低频信号干扰能影响到积分电路的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于罗氏线圈互感器的模拟积分器电路，将低频增益平坦化积分电路用于罗氏线圈的二次侧信号处理环节中，增加对低频信号的处理能力和测量准确度。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的滤波电路为二阶低通滤波器，截止频率f为2.5kHZ，用于滤除一次侧电流经罗氏线圈测量后输出信号中的高频分量。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的积分电路为低频增益平坦化积分电路，用于处理罗氏线圈输出的微分信号，它的结构包括运算放大器U1，运算放大器U1的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻R1连通罗氏线圈和运算放大器U1的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第一电容C1和第二电容C2并联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第三电阻R3和第四电阻R4的连接点经第四电容C4接地；第一电容C1和第二电容C2为高频瓷介电容。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的移相电路为负反馈反相放大电路，用于将一次侧电流经罗氏线圈测量输出和积分电路后的信号移相180°处理。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的直流隔离电路主要由CBB聚丙烯电容完成，用于隔离一次侧电流经过罗氏线圈测量后输出信号中的直流分量。
本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，所述的调零电路用于处理在积分电路和移相电路过程中产生的直流零漂，使经模拟积分电路和移相电路后输出的电压信号中性点钳制在0附近。它的结构主要包括运算放大器U2，第五电阻R5和第一电位器RP1串联后连接在运算放大器U2的同相端与地之间；第六电阻R6连通地和运算放大器U2的反相端；第七电阻R7连接在运算放大器U7的输出端和反相端之间。
本发明的优越性在于：采用低频增益平坦化模拟积分电路，能够有效地处理低频信号问题，在实际应用上具有很好的暂态特性；整个积分器电路包含移相环节和调零环节，线性度高；所选元器件全部为特级型，具有很好的稳定性，整个积分器电路能够克服元器件温漂等对积分器性能的影响，实现高准确度的信号还原。
附图说明
图1是本发明的整体电路结构图。
图2是图1中的积分电路结构图。
图3是图1中的调零电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路作进一步说明：
如图1所示，为本发明基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路的整体结构图。它由滤波电路1、积分电路2、移相电路3、直流隔离电路4和调零电路5组成，罗氏线圈6的输出信号输入到滤波电路1，滤波电路1输出到积分电路2，积分电路2输出到移相电路3，移相电路3输出到直流隔离电路4，直流隔离电路4输出到调零电路5，调零电路5输出至单片机AD7。
本发明的工作原理如下：一次侧电流信号经罗氏线圈电流互感器测量后输出二次侧电压信号，此电压信号经积分器的滤波、积分、移相和调零处理后，准确还原出与一次侧电流信号成正比例关系的电压信号，然后送入单片机的AD转换中。
一次侧电流信号经罗氏线圈电流互感器测量后输出二次侧电压信号为一个微分信号，此电压信号的相位超前一次侧电流信号相位90°；经过积分器的滤波电路和积分电路处理后，此电压信号的相位将超前一次侧电流信号180°，同时滤除其中的高频信号分量；经反向移相电路处理后，反向移相电路的输出信号相位滞后输入信号180°；经过积分电路和反向移相电路后，输出的电压信号与一次侧电流信号成正比例关系。
如图2所示，为本发明所述的积分电路。本发明鉴于传统技术的缺陷对积分电路进行修改，将信号的最低频率设置为积分器的特征频率，特征频率以下信号频率取特性曲线平坦化，被称为低频增益平坦化积分电路。它的结构如图2所示：运算放大器U1的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻R1连通罗氏线圈和运算放大器U1的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第一电容C1和第二电C2容并联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第三电阻R3和第四电阻R4的连接点经第四电容C4接地；第一电容C1和第二电容C2为高频瓷介电容。罗氏线圈电流互感器输出二次侧电压信号Ui经过低频增益平坦化积分电路处理，输出为U01，U01送至后续信号处理电路中。
如图3所示，为本发明所述的调零电路。它的结构包括运算放大器U2，第五电阻R5和第一电位器RP1串联后连接在运算放大器U2的同相端与地之间；第六电阻R6连通地和运算放大器U2的反相端；第七电阻R7连接在运算放大器U7的输出端和反相端之间。经积分电路和移相电路后输出的电压信号U01送至调零电路，调零电路钳制电压信号U01中性点维持在0附近，然后输出为U0送至后续信号处理电路中。
运算放大器U1采用德州仪器公司的OPA*227系列芯片；第一电阻为3KΩ，第三电阻220KΩ，第四电阻为260KΩ，上述电阻的温度系数均小于10E（-6）/℃。第一电容和第二电容为0.1uF高频瓷介电容，第四电容为0.33uF。
Claims (6)
1.一种基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，它由滤波电路、积分电路、移相电路、直流隔离电路和调零电路组成，罗氏线圈的输出信号输入到滤波电路，滤波电路输出到积分电路，积分电路输出到移相电路，移相电路输出到直流隔离电路，直流隔离电路输出至与单片机AD连接的调零电路。
2.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的滤波电路为二阶低通滤波器，截止频率f为2.5kHZ，用于滤除一次侧电流经罗氏线圈测量后输出信号中的高频分量。
3.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的积分电路为低频增益平坦化积分电路，用于处理罗氏线圈输出的微分信号，它的结构包括运算放大器U1，运算放大器U1的同相端与第二电阻R2和第三电容C3的一端连接，第二电阻R2和第三电容C3的另一端接地；第一电阻R1连通罗氏线圈和运算放大器U1的反相端；第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第一电容C1和第二电容C2并联后连接在运算放大器U1的输出端和反相端之间；第三电阻R3和第四电阻R4的连接点经第四电容C4接地；第一电容C1和第二电容C2为高频瓷介电容。
4.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的移相电路为负反馈反相放大电路，用于将一次侧电流经罗氏线圈测量输出和积分电路后的信号移相180°处理。
5.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的直流隔离电路主要由CBB聚丙烯电容完成，用于隔离一次侧电流经过罗氏线圈测量后输出信号中的直流分量。
6.根据权利要求1所述基于罗氏线圈电流互感器的模拟积分器电路，其特征在于，所述的调零电路用于处理在积分电路和移相电路过程中产生的直流零漂，它的结构主要包括运算放大器U2，第五电阻R5和第一电位器RP1串联后连接在运算放大器U2的同相端与地之间；第六电阻R6连通地和运算放大器U2的反相端；第七电阻R7连接在运算放大器U7的输出端和反相端之间。
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|---|---|
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103616549A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种基于隔离式pcb型罗氏线圈的宽频小电流测量装置 |
| CN104237727A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法 |
| CN105158717A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-16 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置 |
| CN106546798A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-29 | 国家电网公司 | 一种模拟积分器及电子电流互感器采集电路 |
| CN108414812A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-17 | 国网安徽省电力有限公司 | 一种基于罗氏线圈的电子式电流互感器及其特性分析方法 |
| CN109856466A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-06-07 | 深圳供电局有限公司 | 测量探头及其测量方法 |
| CN110798157A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-14 | 广州供电局有限公司 | 一种罗氏线圈积分器 |
| CN111426881A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-17 | 常熟瑞特电气股份有限公司 | Rim型绝缘监测方法及装置 |
| CN112379323A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-19 | 山东山大电力技术股份有限公司 | 一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器及电子设备 |
| CN112816769A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 许继集团有限公司 | 一种电流电压组合式数据采集装置 |
| CN112881771A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 基于相位检测的高精度高压互感器采集系统 |
| CN113568335A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-29 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种罗氏线圈电流互感器用模拟积分及自校准系统和方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1821794A (zh) * | 2006-03-31 | 2006-08-23 | 北京万工科技有限公司 | 用于洛高夫斯基(Rogowski)线圈的积分器及其实现方法 |
| CN201498355U (zh) * | 2009-07-29 | 2010-06-02 | 河北理工大学 | 电子式电流互感器的模拟信号处理装置 |
| CN102128966A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-07-20 | 沈阳互感器有限责任公司 | 基于罗氏线圈的电子式电流互感器用积分器电路 |
| CN201935732U (zh) * | 2010-12-19 | 2011-08-17 | 西安华科光电有限公司 | 一种光场光能量阵列测量装置 |
-
2012
- 2012-12-14 CN CN2012105445318A patent/CN103023479A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1821794A (zh) * | 2006-03-31 | 2006-08-23 | 北京万工科技有限公司 | 用于洛高夫斯基(Rogowski)线圈的积分器及其实现方法 |
| CN201498355U (zh) * | 2009-07-29 | 2010-06-02 | 河北理工大学 | 电子式电流互感器的模拟信号处理装置 |
| CN201935732U (zh) * | 2010-12-19 | 2011-08-17 | 西安华科光电有限公司 | 一种光场光能量阵列测量装置 |
| CN102128966A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-07-20 | 沈阳互感器有限责任公司 | 基于罗氏线圈的电子式电流互感器用积分器电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高迎霞等: "《电子电流互感器高压侧电路设计的改进》", 《电子应用》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103616549A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 国家电网公司 | 一种基于隔离式pcb型罗氏线圈的宽频小电流测量装置 |
| CN104237727A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-24 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法 |
| CN104237727B (zh) * | 2014-09-09 | 2017-01-11 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法 |
| CN105158717A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-16 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置 |
| CN105158717B (zh) * | 2015-09-22 | 2017-12-26 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 分布式光伏并网发电用在线校准畸变电流传感装置 |
| CN106546798A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-29 | 国家电网公司 | 一种模拟积分器及电子电流互感器采集电路 |
| CN108414812A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-17 | 国网安徽省电力有限公司 | 一种基于罗氏线圈的电子式电流互感器及其特性分析方法 |
| CN109856466A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-06-07 | 深圳供电局有限公司 | 测量探头及其测量方法 |
| CN110798157A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-14 | 广州供电局有限公司 | 一种罗氏线圈积分器 |
| CN112816769A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-18 | 许继集团有限公司 | 一种电流电压组合式数据采集装置 |
| CN111426881A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-17 | 常熟瑞特电气股份有限公司 | Rim型绝缘监测方法及装置 |
| CN112379323A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-19 | 山东山大电力技术股份有限公司 | 一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器及电子设备 |
| CN112379323B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-10-21 | 山东山大电力技术股份有限公司 | 一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器及电子设备 |
| CN112881771A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 基于相位检测的高精度高压互感器采集系统 |
| CN113568335A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-29 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种罗氏线圈电流互感器用模拟积分及自校准系统和方法 |
| CN113568335B (zh) * | 2021-06-28 | 2024-01-30 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种罗氏线圈电流互感器用模拟积分及自校准系统和方法 |
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