CN104330614A

CN104330614A - 一种用于高压输电线路的大电流检测装置

Info

Publication number: CN104330614A
Application number: CN201410592401.0A
Authority: CN
Inventors: 雷兆江; 吕明君; 刘利忠; 王军
Original assignee: CHAOYANG ELECTRIC POWER SURVEY AND DESIGN INSTITUTE Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC; State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Current assignee: CHAOYANG ELECTRIC POWER SURVEY AND DESIGN INSTITUTE Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC; State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2015-02-04

Abstract

一种用于高压输电线路的大电流检测装置，该装置采用罗氏线圈作为电流互感器把高压大电流转化为采样电流，罗氏线圈与薄膜电阻相连接，薄膜电阻通过光纤与分光镜相连接；分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器依次连接；所述的运算放大器外接可调节电阻和固定电阻，可调节电阻与电子开关并联，电子开关的控制端口与信号处理器相连接，运算放大器输出端连接A/D转换器，A/D转换器输出端与信号处理器的数据端口相连接。提高了系统的响应时间和测量精度；同时，通过设置电子开关和可调节电阻的调节，扩大电流的测量范围。

Description

一种用于高压输电线路的大电流检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于高压输电线大电流检测的电流互感器。

背景技术

随着电网运行等级的提高，对输电线路的各项参数测量变得尤为重要。为保证电网系统的安全可靠运行，能够保证供电系统的连续性、安全性，对整个输配电系统的元器件及控制系统也提出了更高的要求。

目前关于大电流电流检测存在以下几个问题：一是不能完成光路输出的模拟信号检测和高精度计量，造成测量数据不精确，影响模拟信号检测结果；二是传统的机遇电磁原理的电流互感器已经不能满足实际测量的需求；三、电流检测精度及电流检测范围有待于提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高压输电线路的大电流检测装置，该装置采用罗氏线圈作为电流互感器把高压大电流转化为采样电流，采样电流通过薄膜电阻的温升间接达到测量电流的目的，提高了系统的响应时间和测量精度；同时，通过设置电子开关和可调节电阻的调节，扩大电流的测量范围。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于高压输电线路的大电流检测装置，包括罗氏线圈、薄膜电阻、分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器、可调节电阻、固定电阻、电子开关，所述的罗氏线圈缠绕在被测导体上，罗氏线圈与薄膜电阻相连接，薄膜电阻通过光纤与分光镜相连接；分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器依次连接；所述的运算放大器外接可调节电阻和固定电阻，可调节电阻与电子开关并联，电子开关的控制端口与信号处理器相连接，运算放大器输出端连接A/D转换器，A/D转换器输出端与信号处理器的数据端口相连接。

所述的信号处理器包括单片机一、单片机二、单片机三、LED显示器，单片机一、单片机二、单片机三的SCK引脚相互连接，单片机一、单片机二、单片机三的MISO引脚相互连接，单片机一、单片机二、单片机三的MOISI引脚相互连接；单片机一的NSS引脚分别与单片机二和单片机三的GPIO引脚相连接；所述的单片机一、单片机二、单片机三的型号为C8051F120。光电转换器与单片机二连接，单片机一连接LED显示器。

所述的运算放大器选用AD8221。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用罗氏线圈把高压侧的大电流转化为采样电流，采样电流通过电流-温度转化，达到利用测温来测电流的目的，通过光纤传输被测电流，达到了隔离高电压的目的，体现了光纤传感技术在高压输配电线电流检测中的优越性。

2)采用电子开关和可调节电阻，可检测出更大的电流测量范围，精度好，响应性高。

附图说明

图1是本发明的整体框图。

图2是带可调节电阻的信号处理器、运算放大器连接结构图。

图3是信号处理器结构图。

图中：1-罗氏线圈 2-薄膜电阻 3-分光镜 4-运算放大器 5-A/D转换器 6-可调节电阻 7-电子开关 8-信号处理器 9-固定电阻 10-单片机一 11-单片机二 12-单片机三

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

见图1，一种用于高压输电线路的大电流检测装置，包括罗氏线，1、薄膜电阻2、分光镜3、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器、可调节电阻、固定电阻、电子开关，所述的罗氏线圈1缠绕在被测导体上，罗氏线圈1与薄膜电阻2相连接，薄膜电阻2通过光纤与分光镜3相连接；分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器依次连接。

见图2，运算放大器4外接可调节电阻6(RF1)和固定电阻9(RF)，可调节电阻RF1与电子开关7并联，电子开关7的控制端口与信号处理器8相连接，运算放大器4输出端连接A/D转换器5，A/D转换器5输出端与信号处理器8的数据端口相连接。

见图3，信号处理器包括单片机一10、单片机二11、单片机三12、LED显示器，单片机一、单片机二、单片机三的SCK引脚相互连接，单片机一10、单片机二11、单片机三12的MISO引脚相互连接，单片机一10、单片机二11、单片机三12的MOISI引脚相互连接；单片机一10的NSS引脚分别与单片机二11和单片机三12的GPIO引脚相连接；所述的单片机一、单片机二、单片机三的型号为C8051F120。光电转换器与单片机二11连接，单片机一10连接LED显示器。

本装置通过罗氏线圈完成高压大电流取样，测量时，将线圈围绕在载有被测电流的导体上，线圈两端连接上薄膜电阻2就可以测量变化的电流。薄膜电阻2上涂有荧光材料，荧光材料和传送光纤做作为传感器的一部分，荧光材料材质为粉状短余辉荧光材料红粉，余辉寿命为7ms，温度范围在0～120℃。

荧光材料受激励光源的激发产生激励脉冲，荧光材料由于自身的特点会产生余辉衰减，把余辉衰减信号经过光电转换器、低通滤波器、运算放大器经A/D转换器传输到信号处理器5，对被测电流进行测量。低通滤波器输出的信号接入运算放大器4的正向、反向输入端之间，本实施例采用的运算放大器型号是AD8221，运算放大器AD8221的引脚Rg1和Rg2分别与可调节电阻6和固定电阻9相连接，通过调节电阻6和电子开关7(S1)的并联连接，可调节运算放大器的增益系数，较宽范围的输出电压可提高模数转换器的输出结果和互感器的输出精度。

Claims

1.一种用于高压输电线路的大电流检测装置，其特征在于，包括罗氏线圈、薄膜电阻、分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器、可调节电阻、固定电阻、电子开关，所述的罗氏线圈缠绕在被测导体上，罗氏线圈与薄膜电阻相连接，薄膜电阻通过光纤与分光镜相连接；分光镜、光电转换器、低通滤波器、运算放大器、A/D转换器、信号处理器依次连接；所述的运算放大器外接可调节电阻和固定电阻，可调节电阻与电子开关并联，电子开关的控制端口与信号处理器相连接，运算放大器输出端连接A/D转换器，A/D转换器输出端与信号处理器的数据端口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压输电线路的大电流检测装置，其特征在于，所述的信号处理器包括单片机一、单片机二、单片机三、LED显示器，单片机一、单片机二、单片机三的SCK引脚相互连接，单片机一、单片机二、单片机三的MISO引脚相互连接，单片机一、单片机二、单片机三的MOISI引脚相互连接；单片机一的NSS引脚分别与单片机二和单片机三的GPIO引脚相连接；所述的单片机一、单片机二、单片机三的型号为C8051F120。光电转换器与单片机二连接，单片机一连接LED显示器。

3.根据权利要求1所述的一种用于高压输电线路的大电流检测装置，其特征在于，所述的运算放大器选用AD8221。