CN108896815A - 一种开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的开启式无线电流互感器转换器，包括依次相连的接收天线、无线接收模块、信号处理器、正弦波发生器，所述信号处理器和正弦波发生器共同连接有数字电位器，数字电位器连接有隔离变压器。本发明的开启式无线电流互感器的信号转换方法，包括：获取开启式无线电流互感器的数字信号；将数字信号分解为电流大小信号和相位信息；利用正弦波发生器向数字电位器输出同相位的基准电流信号，调节数字电位器的输出电流大小，从而使数字电位器输出所述数字信号的二次模拟电流信号。本发明可将开启式无线电流互感器的数字电流信号转化成模拟的电流信号输出，将开启式无线电流互感器可应用到通用的测量与保护的控制器上，使用范围更广。

Description

一种开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种开启式无线电流互感器转换器，还涉及该开启式无线电流互感器的信号转换方法。

背景技术

随着智能电网的逐步建设，对电力设备电流、电压信号进行安全、高精度测量已成为亟待解决的问题。实时监测电网的运行数据、测量高压线路的电流、电压是所有测量与保护等智能化工作的第一步，只有实现了电压和电流的安全、高精度测量，方可进一步提高电网的智能化。测试高压电流一般利用高压电流互感器实现，当前市场上高压电流互感器主要为有线电流互感器，这必然会导致二次部分与高压电部分距离较近，如出现雷击等特殊情况时容易出现高压电冲击到二次部分的现象发生，从而引起安全事故；同时市场上也有开启式无线电流互感器，其采用自供电方式，其一次部分与二次部分完全隔离，绝缘性能好，但是此无线电流互感器只能传输数字的电流及相位信号，因此只能与专用的接收装置或控制器一起使用，不能与通用的测量或保护控制器配套使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开启式无线电流互感器转换器，解决了现有的开启式无线电流互感器由于只能输出数字的电流及相位信号，不能与通用的测量与保护控制器配套使用的问题。

本发明还涉及一种开启式无线电流互感器的信号转换方法。

本发明所采用的一种技术方案是：一种开启式无线电流互感器转换器，包括依次相连的接收天线、无线接收模块、信号处理器、正弦波发生器，所述接收天线用于接收开启式无线电流互感器的数字信号，所述信号处理器和正弦波发生器共同连接有数字电位器，所述数字电位器连接有隔离变压器；

所述正弦波发生器包括依次相连的正弦波发生器用控制器、调节电阻以及滤波电容，所述正弦波发生器用控制器与信号处理器相连，所述滤波电容与数字电位器相连；

还包括反馈调节回路，所述反馈调节回路包括所述隔离变压器及微型的电流互感器，所述电流互感器连接有信号放大器，所述信号放大器连接于所述信号处理器。

进一步的，还包括电源变压器，所述电源变压器将市电降压整流后分别为信号处理器、正弦波发生器以及信号放大器供电。

更进一步的，所述电源变压器包括与二次侧相连的整流桥，所述整流桥依次连接有第一稳压芯片和第二稳压芯片，所述第一稳压芯片为信号放大器供电，所述第二稳压芯片分别为信号处理器和正弦波发生器供电。

更进一步的，所述整流桥和第一稳压芯片、第二稳压芯片之间连接有光电耦合二极管。

本发明所采用的技术方案是：一种开启式无线电流互感器的信号转换方法，包括步骤：

获取开启式无线电流互感器的数字信号；

将所述数字信号分解为电流大小信号和相位信息；

利用正弦波发生器向数字电位器输出与所述数字信号同相位的基准电流信号，利用所述数字信号的电流大小调节数字电位器的输出电流大小，从而使数字电位器输出所述数字信号的二次模拟电流信号；

利用与数字电位器相连的隔离变压器输出所述二次模拟电流信号。

进一步的，还包括步骤：获取隔离变压器输出的二次模拟电流信号并放大后，反馈调节所述数字信号的电流大小，进而校正所述数字电位器的输出电流大小。

本发明的有益效果是：本发明的开启式无线电流互感器转换器及信号转换方法解决了开启式无线电流互感器使用时只能输出数字信号，从而需要采用专用的控制器来接收其无线信号的问题。利用此转换器后，可将开启式无线电流互感器的数字电流信号转化成模拟的电流信号输出，将开启式无线电流互感器可应用到通用的测量与保护的控制器上，使用范围更广。

附图说明

图1是本发明的开启式无线电流互感器转换器的电路原理图；

图2是本发明的开启式无线电流互感器转换器的产品外形图；

图3是本发明的开启式无线电流互感器转换器的产品内部结构布置图。

图中，1.外壳，2.接线端子，3.无线接收模块，4.散热风扇，5.信号处理器，6.正弦波发生器用控制器，7.电解电容，8.电流互感器，9.端子底座，10. 指示灯，11.电源变压器，12.数字电位器，13.隔离变压器，14.信号放大器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的开启式无线电流互感器转换器，其电路原理图如图1所示，包括依次相连的接收天线(图未示)、无线接收模块3、信号处理器5、正弦波发生器，接收天线用于接收开启式无线电流互感器的数字信号，无线接收模块3将收到的电流大小及相位信号传递给信号处理器5，信号处理器5将电流的相位信号传递给正弦波发生器，信号处理器5和正弦波发生器共同连接有数字电位器12，数字电位器12连接有隔离变压器13，隔离变压器13 的输出端通过输出端子输出用户需要测量或保护的二次模拟电流信号。具体的，正弦波发生器包括依次相连的正弦波发生器用控制器6、调节电阻以及滤波电容，正弦波发生器用控制器6与信号处理器5相连，滤波电容与数字电位器12相连。本实施例中，调节电阻选择阻排，滤波电容则选用电解电容7。

无线接收模块3需要满足工作电压低，相应时间短的要求，最重要的是要输入输出时间延时短，因此采用型号为J05E的无线接收模块，确保即收即传，延时固定，相位信号延时不变，其输入端与接收天线相连，输出端与信号处理器5的输入端相连。

正弦波发生器用控制器6和阻排共同组成一个阶梯波发生器，用于产生一个幅值为5V的32等级正弦阶梯波，通过滤波电容后可形成一个幅值不变且带相位信号的正弦波，然后将产生的标准正弦波输出给数字电位器12。

在本发明中，数字电位器12起着关键作用，它输入的是标准的不带大小但带相位信号的正弦波，输出的是经信号处理器5进行电流大小调节后的带电流大小及相位信号的二次模拟电流信号，该电流信号经隔离变压器13 后输出。

优选的，本发明的转换器还包括反馈调节回路，反馈调节回路包括与隔离变压器13互感的电流互感器8，电流互感器8连接有信号放大器14，信号放大器14连接于信号处理器5，信号处理器5根据反馈的电流信号调节输出电流的大小，进而校正数字电位器输出电流的大小。

本发明还包括电源变压器11，电源变压器11将220V市电降压后分别为信号处理器5、正弦波发生器以及信号放大器14供电。具体的，电源变压器11包括与二次侧相连的整流桥，整流桥将AC220V电压转化为30V的电压，然后通过相连的第一稳压芯片和第二稳压芯片再分别降为12V、5V的直流电，第一稳压芯片为信号放大器14供电，第二稳压芯片分别为信号处理器5和正弦波发生器用控制器6供电。本实施例中，第一稳压芯片和第二稳压芯片分别选择型号为7812和7805的稳压芯片。而且，本发明在整流桥和第一稳压芯片、第二稳压芯片之间连接一个光电耦合二极管，经光电耦合二极管回路可获取电压的过零点信号并将信号传送给信号处理器5，用于校正信号处理器5输出的电流相位信号。

本发明的开启式无线电流互感器转换器设计成产品，其结构和各部件布局如图2和图3所示，包括外壳1，外壳1可采用铝壳，前后为盖板，采用螺丝固定，前盖板上有接收天线、接线端子2及指示灯10，后盖板上安装散热风扇4用于运行时散热，将转换器的元器件分布在PCB线路板上，将需要进行交互的接线端子2和指示灯10设置在端子底座9上，而端子底座9 则固定在外壳1侧壁上。

本发明还公开一种开启式无线电流互感器的信号转换方法，包括步骤：

获取开启式无线电流互感器的数字信号；本实施例中，利用接收天线和无线接收模块3获取开启式无线电流互感器的数字信号。

信号处理器5获取无线接收模块3传输的数字信号，将该数字信号分解为电流大小信号和相位信息，并将该数字信号的相位信息发送给正弦波发生器；

正弦波发生器向数字电位器12输出与数字信号同相位的基准电流信号，信号处理器5利用数字信号的电流大小调节数字电位器12的输出电流大小，从而使数字电位器12输出该数字信号的二次模拟电流信号；

利用与数字电位器12相连的隔离变压器13输出该二次模拟电流信号。

进一步的，还包括步骤：获取隔离变压器13输出的二次模拟电流信号并放大后反馈给信号处理器5，信号处理器5根据该反馈信号调节数字信号的电流大小，进而校正数字电位器12的输出电流大小，使得输出的二次模拟电流信号更加准确。

Claims (6)

1.一种开启式无线电流互感器转换装置，其特征在于，包括依次相连的接收天线、无线接收模块、信号处理器、正弦波发生器，所述接收天线用于接收开启式无线电流互感器的数字信号，所述信号处理器和正弦波发生器共同连接有数字电位器，所述数字电位器连接有隔离变压器；

所述正弦波发生器包括依次相连的正弦波发生器用控制器、调节电阻以及滤波电容，所述正弦波发生器用控制器与信号处理器相连，所述滤波电容与数字电位器相连；

还包括反馈调节回路，所述反馈调节回路包括所述隔离变压器及微型电流互感器，所述电流互感器连接有信号放大器，所述信号放大器连接于所述信号处理器。

2.如权利要求1所述的开启式无线电流互感器转换装置，其特征在于，还包括电源变压器，所述电源变压器将市电降压后分别为信号处理器、正弦波发生器以及信号放大器供电。

3.如权利要求2所述的开启式无线电流互感器转换装置，其特征在于，所述电源变压器包括与二次侧相连的的整流桥，所述整流桥依次连接有第一稳压芯片和第二稳压芯片，所述第一稳压芯片为信号放大器供电，所述第二稳压芯片分别为信号处理器和正弦波发生器供电。

4.如权利要求3所述的开启式无线电流互感器转换装置，其特征在于，所述整流桥和第一稳压芯片、第二稳压芯片之间连接有光电耦合二极管。

5.一种开启式无线电流互感器的信号转换方法，其特征在于，包括步骤：

获取开启式无线电流互感器的数字信号；

将所述数字信号分解为电流大小信号和相位信息；

利用正弦波发生器向数字电位器输出与所述数字信号同相位的基准电流信号，利用所述数字信号的电流大小调节数字电位器的输出电流大小，从而使数字电位器输出所述数字信号的二次模拟电流信号；

利用与数字电位器相连的隔离变压器输出所述二次模拟电流信号。

6.如权利要求5所述的信号转换方法，其特征在于，还包括步骤：获取隔离变压器输出的二次模拟电流信号并放大后，反馈调节所述数字信号的电流大小，进而校正所述数字电位器的输出电流大小。