CN104471412B - 识别或定位电流传感器的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电力导体(440)的能量监视系统(400)包括基本单元(410)、传感器电缆(420)和电流传感器(430)。所述基本单元包括第一指示电路(413)和被电连接到电压源(424)的第一电阻(425)。所述传感器电缆包括导体(421)。所述电流传感器通过所述传感器电缆被电连接到所述基本单元。所述电流传感器包括第二电阻(432)和第二指示器(433)。所述第一电阻和所述第一指示电路通过所述导体被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器。

Description

识别或定位电流传感器的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年7月20日提交的序列号为13/553,891的美国专利申请的权益，该申请通过引用的方式在此并入。
本申请涉及2012年7月20日提交的共同转让的、共同未决的序列号为13/553,893的题为“METHOD AND APPARATUS OF LOCATING CURRENT SENSORS(定位电流传感器的方法和装置)”的美国专利申请。
技术领域
所公开的构思一般地涉及监视系统，更具体地说，涉及具有电流传感器的能量监视系统，该电流传感器用于感测在电导体中流动的电流。所公开的构思进一步涉及识别和/或定位电流传感器的方法。
背景技术
能量监视系统可以监视通过一个或多个电导体的能量。典型的能量监视系统包括电连接到基本单元的一个或多个电流传感器(例如但不限于电流互感器(currenttransformer))。
各种类型的电流传感器是众所周知的。例如，电流互感器通常包括环形铁芯，其周围缠绕多匝一定数量的绕组。在使用中，电导体位于环形铁芯的孔中，并且当交流电通过导体时，导体用作单匝初级绕组以便在次级绕组中感应电流。根据应用，次级绕组与基本单元的负载电阻器电连接。基本单元感测跨负载电阻器的电压并且响应地提供输出，该输出例如可以是电流的测量结果。尽管电流传感器和能量监视系统一般对其预期目的有效，但它们不是没有限制。
在多个电流传感器被电连接到基本单元的环境中，很难确定电流传感器的标识(identity)和位置。例如，当电连接基本单元与电流互感器的电缆相对长，或者要不然难以跟踪时，很难定位与基本单元电连接的电流传感器。此外，技术人员花费时间直观定位电流传感器以确定电流传感器的标识。
因此，需要提供一种改进的能量监视系统，其克服与相关技术领域关联的这些和其它缺点。
发明内容
所公开的构思的实施例满足这些和其它需求，其中能量监视系统包括：基本单元，包括被电连接到电流传感器的基本单元，其中所述基本单元包括第一指示电路和第一电阻；以及通过传感器电缆被电连接的所述电流传感器，并且其中所述第一电阻和所述第一指示电路被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器。
根据所公开的构思的一个方面，一种用于电力导体的能量监视系统包括：基本单元，其包括第一指示电路和被电连接到电压源的第一电阻；传感器电缆，其包括导体；电流传感器，其通过所述传感器电缆被电连接到所述基本单元，所述电流传感器包括第二电阻和第二指示器，其中所述第一电阻和所述第一指示电路通过所述导体被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器。
根据所公开的构思的另一个方面，一种在公共导体上多路复用传感器识别和传感器位置信息的方法包括：提供基本单元，其包括第一指示电路和被电连接到电压源的第一电阻；提供传感器电缆，其包括导体；提供电流传感器，其包括第二电阻和第二指示器；以及使用所述传感器电缆将所述基本单元电连接到所述电流传感器，以便所述第一电阻和所述第一指示电路通过所述导体被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器。
附图说明
当结合附图阅读时，可以从以下对优选实施例的描述全面了解所公开的构思，这些附图是：
图1是根据所公开的构思的实施例的能量监视系统的框图。
图2是根据所公开的构思的其它实施例的能量监视系统的电路图。
图3是根据所公开的构思的其它实施例的能量监视系统的电路图。
图4是根据所公开的构思的其它实施例的能量监视系统的电路图。
具体实施方式
如在此采用的，术语“数量”应该指一或大于一的整数(即，多个)。
如在此采用的，术语“电导体”应该指导线(例如但不限于实心的；绞合的；绝缘的；非绝缘的)、铜导体、铝导体、合适的金属导体，或者允许电流很容易流动的其它合适的材料或物体。
如在此采用的，两个或更多部分被“连接”或“耦合(couple)”在一起的表述应该指这些部分被直接接合在一起或者通过一个或多个中间部分被接合。进一步，如在此采用的，两个或更多部分被“附接(attach)”的表述应该指这些部分被直接接合在一起。
参考图1，示出能量监视系统100。能量监视系统100包括基本单元110，其通过第一、第二和第三传感器电缆120、120'、120″(例如但不限于双绞线电缆)分别电连接到第一、第二和第三电流传感器130、130'、130″(例如但不限于电流互感器)。尽管图1示出被电连接到三个电流传感器的基本单元110，但所公开的构思并不限于此。基本单元110可以被电连接到任意数量的电流传感器。第一、第二和第三电流传感器130、130'、130″分别被感应地耦合到第一、第二和第三电力导体140、140'、140″。因此，能量监视系统100可以感测流过第一、第二和第三电力导体140、140'、140″中每一者的电流。
图2示出能量监视系统200，其包括通过传感器电缆220电连接的基本单元210和电流传感器230。基本单元210包括感测电流输出端211(例如但不限于模数转换器)、负载电阻212、电压源213、传感器识别输出端214(例如但不限于模数转换器)、第一电阻215和接地216。接地216还可以例如是但不限于公共参考点。
传感器电缆220包括第一导体221(例如但不限于双绞线)和第二导体222(例如但不限于双绞线)。尽管图2示出包括两个导体的传感器电缆220，但所公开的构思并不限于此。传感器电缆220可以包括任何合适数量的导体。
电流传感器230包括次级绕组231和第二电阻232。次级绕组231被感应耦合到电力导体240。
第一电阻215和第二电阻232通过第一导体221进行电连接。第一电阻215和第二电阻232形成分压电路，其根据第一电阻215和第二电阻232对源电压213进行分压。第一电阻215与第二电阻232之间的电压是识别电压，其可以用于识别电流传感器230。
例如，第二电阻232的值对应于电流传感器230的标识。因此，在基本单元210处感测的识别电压对应于第二电阻232的值，并且可以用于识别被电连接到基本单元210的电流传感器230。基本单元210还可以包括存储器(未示出)，该存储器具有将识别电压与电流传感器的标识进行对应的数据库。
识别电压还可以指示错误。当识别电压在预定范围之外时，它可以指示错误，例如基本单元210与电流传感器230之间的电连接断开。
继续参考图2，次级绕组231被感应耦合到电力导体240，以便电力导体240中的电流在次级绕组231中感应电流。次级绕组231还通过第二导体222被电连接到负载电阻212。因此，在次级绕组231中感应的电流导致跨负载电阻212的电压。感测电流输出端211通过感测跨负载电阻212的电压，感测电力导体240中的电流。
感测电流输出端211例如可以是但不限于模数转换器，其将感测电压转换为数字信号。然后可以将数字信号输出到例如但不限于处理器(未示出)。感测电流输出端211并不限于模数转换器，并且还可以例如是但不限于模拟组件。
参考图3，示出能量监视系统300。能量监视系统300包括基本单元310，其通过传感器电缆320被电连接到电流传感器330。
基本单元310包括感测电流输出端311(例如但不限于模数转换器)、负载电阻312、第一指示电路313和接地323。第一指示电路313包括第一指示输出端316、第二指示输出端314、第一负载电阻315、第二负载电阻317、第一指示器318(例如但不限于发光二极管)和接地319。接地319、323还可以例如是但不限于公共参考点。
传感器电缆320包括第一导体321(例如但不限于双绞线)和第二导体322(例如但不限于双绞线)。尽管图3示出包括两个导体的传感器电缆320，但所公开的构思并不限于此。传感器电缆320可以包括任意数量的导体。
电流传感器330包括次级绕组331和第二指示器332(例如但不限于发光二极管)。次级绕组331被感应耦合到电力导体340。
第一指示电路313通过第一导体321被电连接到第二指示器332。第一指示电路313控制第一指示器318和第二指示器332以便同时接通。例如，第二指示输出端314将输出提供给第二指示器332以使第二指示器332接通，而第一指示输出端316同时将输出提供给第一指示器318以使第一指示器318接通。当第一指示器318和第二指示器332同时接通时，技术人员更容易确定与基本单元310电连接的电流传感器330的位置。
继续参考图3，次级绕组331被感应耦合到电力导体340，以便在电力导体340中流动的电流在次级绕组331中感应电流。次级绕组331还通过第二导体322被电连接到负载电阻312。因此，在次级绕组331中感应的电流导致跨负载电阻312的电压。感测电流输出端311通过感测跨负载电阻312的电压，感测电力导体340中的电流。
感测电流输出端311例如可以是模数转换器，其将感测电压转换为数字信号。然后可以将数字信号输出到例如但不限于处理器(未示出)。感测电流输出端311并不限于模数转换器，并且还可以例如是但不限于模拟组件。
图4示出能量监视系统400，其包括通过传感器电缆420电连接的基本单元410和电流传感器430。基本单元410包括感测电流输出端411(例如但不限于模数转换器)、负载电阻412、第一指示电路413、电压源424、传感器识别输出端426(例如但不限于模数转换器)、第一电阻425和接地423。第一指示电路413包括第一指示输出端416、第二指示输出端414、第一负载电阻415、第二负载电阻417、第一指示器418(例如但不限于发光二极管)和接地419。接地419、423还可以例如是但不限于公共参考点。
传感器电缆420包括第一导体421(例如但不限于双绞线)和第二导体422(例如但不限于双绞线)。尽管图4示出包括两个导体的传感器电缆420，但所公开的构思并不限于此。传感器电缆420可以包括任何合适数量的导体。
电流传感器430包括次级绕组431、第二电阻432和第二指示器433。次级绕组431被感应耦合到电力导体440。电流传感器430还可以包括二极管434，其与第二指示器433电串联连接。第二电阻432与第二指示器433和可选二极管434的串联组合并联连接。
第一指示电路413通过第一导体421被电连接到第二指示器433。第一指示电路413控制第一指示器418和第二指示器433以便同时接通。例如，第二指示输出端414将输出提供给第二指示器433以使第二指示器433接通，而第一指示输出端416同时将输出提供给第一指示器418以使第一指示器418接通。当第一指示器418和第二指示器433同时接通时，技术人员更容易确定与基本单元410电连接的电流传感器430的位置。
第一电阻425与电压源424电连接。第一电阻425还通过第一导体421与第二电阻432电连接。第一电阻425和第二电阻432形成分压电路，其根据第一电阻425和第二电阻432对源电压424进行分压。第一电阻425与第二电阻432之间的电压是识别电压，基本单元410可以使用它识别电流传感器430。
继续参考图4，第一电阻425和第一指示电路413均通过第一导体421电连接到第二电阻432和第二指示器433。为了促使共享公共导体421，用于传感器识别的有效电压(active voltage)范围不同于用于接通第二指示器433的电压。例如，传感器识别的最大正常操作电压可以小于接通第二指示器433所需的电压。因此，当第二指示输出端414提供输出以接通第二指示器433时，它不会干扰基本单元410的正常传感器识别操作。
如图4中所示，二极管434与发光二极管433电串联连接。二极管434可以是但不限于肖特基二极管或普通二极管。二极管434可以可选地用于调整接通发光二极管433所需的电压。还可以绕过二极管434。
第二指示输出端414可以具有高阻抗模式。当基本单元410正在识别电流传感器430时，高阻抗模式可以用于防止第二指示输出端414干扰传感器识别。
尽管详细描述了所公开的构思的特定实施例，但本领域的技术人员应该理解，可以根据本公开的整体教导开发这些细节的各种修改和替代。因此，所公开的特定布置仅是示例性的而不限制所公开的构思的范围，所公开的构思的范围由所附权利要求的所有方面及其任何和全部等同物提供。

Claims (13)

1.一种用于电力导体(440)的能量监视系统(400)，所述能量监视系统包括：
基本单元(410)，其包括第一指示电路(413)和被电连接到电压源(424)的第一电阻(425)；
传感器电缆(420)，其包括导体(421)；
电流传感器(430)，其通过所述传感器电缆被电连接到所述基本单元，所述电流传感器包括第二电阻(432)和第二指示器(433)，其中所述第一电阻和所述第一指示电路通过所述导体被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器，
其中所述第一指示电路包括第一指示器(418)，并且所述第一指示电路控制所述第一指示器和所述第二指示器以同时接通，
其中，所述第一指示器(418)是发光二极管，所述第二指示器(433)是发光二极管。
2.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述基本单元包括传感器识别输出端(426)，该传感器识别输出端被电连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间，并且被配置为感测识别电压并将该识别电压转换为数字信号。
3.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述基本单元感测所述第一电阻与所述第二电阻之间的识别电压以便识别所述电流传感器。
4.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述第一指示电路包括被配置为施加第一电压以接通所述第一指示器的第一指示输出端(416)，以及被配置为施加第二电压以接通所述第二指示器的第二指示输出端(414)；并且其中所述第一指示输出端和所述第二指示输出端同时分别施加第一电压和第二电压。
5.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中当所述基本单元正在识别所述电流传感器时，所述第一指示电路切换到高阻抗状态。
6.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述电压源、所述第一电阻和所述第二电阻形成分压电路。
7.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述电流传感器包括二极管(434)，其与所述第二指示器电串联连接。
8.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述第二电阻与所述第二指示器电并联连接。
9.根据权利要求1所述的能量监视系统(400)，其中所述电流传感器包括次级绕组(431)，其被感应耦合到所述电力导体；其中所述导体是第一导体(421)；并且其中所述传感器电缆包括第二导体(422)，其被配置为将所述次级绕组电连接到所述基本单元。
10.一种在公共导体(421)上多路复用传感器识别和传感器位置信息的方法，所述方法包括：
提供基本单元(410)，其包括第一指示电路(413)和被电连接到电压源(424)的第一电阻(425)；
提供传感器电缆(420)，其包括导体(421)；
提供电流传感器(430)，其包括第二电阻(432)和第二指示器(433)；以及
使用所述传感器电缆将所述基本单元电连接到所述电流传感器，以便所述第一电阻和所述第一指示电路通过所述导体被电连接到所述第二电阻和所述第二指示器，
所述方法进一步包括：
在所述第一指示电路中采用第一指示器(418)；以及
控制所述第一指示器和所述第二指示器以同时接通，
其中，所述第一指示器(418)是发光二极管，所述第二指示器(433)是发光二极管。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
感测所述第一电阻与所述第二电阻之间的识别电压以便识别所述电流传感器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述识别电压小于接通所述第二指示器的电压。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
当正在识别所述电流传感器时，将所述第一指示电路切换到高阻抗状态。
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