CN110824407B - 一种高精度电流互感自调节检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度电流互感自调节检测装置，包括电流互感器CT1和采样电阻，电流互感器CT1的一次侧回路连接待测线路，二次侧回路连接串联的阻抗Zct和采样电阻，采样电阻为电阻调节器Zb，电阻调节器的两端设置测量单元，测量单元包括依次连接的差分放大电路、滤波调节电路和控制器，控制器根据滤波调节电路的输出信号电位值大小来调节电阻调节器Zb阻值大小，本发明通过多次收集数据，调整优化采样精度，自动根据采集的电流互感器二次侧阻抗值，匹配相应的电流互感器变比，实现采样电流数据的换算，调整采样电阻到阻值最优，从而提高精度，最终解决电流互感器和测量单元之间匹配和采样精度问题。

Description

一种高精度电流互感自调节检测装置
技术领域
本发明涉及电力检测设备技术领域，特别是涉及一种高精度电流互感自调节检测装置。
背景技术
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中，电流大小可从几安到几万安，为了保证对线路电流测量安全，通常采用电流互感器依据电磁感应原理来进行测量。
在实际使用中，电流互感器存在电流误差(比差)和相位误差(角差)，为满足电流采样精度，仪表厂家出厂时需要将电流互感器与仪表进行配对，用与该电流互感器匹配的采集电阻来调整补充比差和角差精度，这样每个仪表与电流互感器配对后才能发到现场安装。此操作方式无疑给现场设备管控带来很大工作量。
而且电流互感器种类很多，额定输入/输出电流都不一样，仪表厂商需要对同一类电流仪表设计很多产品型号，以对应不同额定电流的电流互感器，这给产品供应也带来极大麻烦。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种高精度电流互感自调节检测装置。
其解决的技术方案是：一种高精度电流互感自调节检测装置，包括电流互感器和采样电阻，所述电流互感器的一次侧回路连接待测线路，二次侧回路连接串联的阻抗Zct和所述采样电阻，所述采样电阻为电阻调节器Zb；所述电阻调节器的两端设置测量单元，所述测量单元包括依次连接的差分放大电路、滤波调节电路和控制器，所述控制器根据所述滤波调节电路的输出信号电位值大小来调节所述电阻调节器Zb阻值大小。
优选的，所述差分放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R1、R3的一端，电阻R1的另一端连接所述电阻调节器Zb的一端，并通过电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2、R4的一端，电阻R2的另一端连接所述电阻调节器Zb的另一端，并通过电容C2接地，电阻R4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的输出端通过电阻R5连接电阻R6、电容C3的一端和所述滤波调节电路的输入端，电阻R6、电容C3的另一端接地。
优选的，所述滤波调节电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8连接电阻R7、电容C4、C5的一端，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端连接所述差分放大电路的输出端，电容C5的另一端连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的反相输入端连接三极管VT1的基极，并通过电阻R9接地，运放器AR2的输出端连接三极管VT1的发射极和电感L1的一端，三极管VT1的集电极接地，电感L1的另一端连接所述控制器的输入端，并通过电容C6接地。
优选的，所述控制器还通过串口连接显示器，所述显示器用于控制器输出的显示电流检测数值。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过将采样电路设置为阻值可变的电阻调节器，通过多次收集数据，调整优化采样精度，自动根据采集的电流互感器二次侧阻抗值，匹配相应的电流互感器变比，实现采样电流数据的换算，调整采样电阻到阻值最优，从而提高精度，最终解决电流互感器和测量单元之间匹配和采样精度问题。
附图说明
图1为本发明电流互感器与采样电阻的连接示意图。
图2为本发明差分放大电路原理图。
图3为本发明滤波调节电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
如图1所示，一种高精度电流互感自调节检测装置，包括电流互感器CT1和采样电阻，电流互感器CT1的一次侧回路连接待测线路，二次侧回路连接串联的阻抗Zct和采样电阻，采样电阻为电阻调节器Zb。
电阻调节器的两端设置测量单元，测量单元包括依次连接的差分放大电路、滤波调节电路和控制器，控制器根据滤波调节电路的输出信号电位值大小来调节电阻调节器Zb阻值大小。
如图2所示，差分放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R1、R3的一端，电阻R1的另一端连接电阻调节器Zb的一端，并通过电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2、R4的一端，电阻R2的另一端连接电阻调节器Zb的另一端，并通过电容C2接地，电阻R4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的输出端通过电阻R5连接电阻R6、电容C3的一端和滤波调节电路的输入端，电阻R6、电容C3的另一端接地。
调节电阻调节器Zb两端的采样电流信号分别经过RC滤波后送入运放器AR1中进行放大处理，利用差分放大原理有效抑制电流采样信号的放大噪声。电容C3对运放器AR1的输出信号进行稳定后送入滤波调节电路中进一步处理。
如图3所示，滤波调节电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8连接电阻R7、电容C4、C5的一端，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端连接差分放大电路的输出端，电容C5的另一端连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的反相输入端连接三极管VT1的基极，并通过电阻R9接地，运放器AR2的输出端连接三极管VT1的发射极和电感L1的一端，三极管VT1的集电极接地，电感L1的另一端连接控制器的输入端，并通过电容C6接地。
滤波调节电路中电阻R7、R8与电容C4、C4形成二阶带通滤波器，可有效降低工频以外的杂波信号干扰，从而提高电流检测的精确度。三极管VT1在运放器AR2的输出端形成射极跟随器，有效提高信号放大效率。最后通过LC滤波降噪后将处理后的电流检测信号送入控制器中。控制器还通过串口连接显示器，显示器用于控制器输出的显示电流检测数值。经过上述处理，可有效提高对电流检测信号的处理精度，保证检测结果的有效性。
本发明的具体工作流程为：
步骤1、将电流互感器CT1的输入额定电流、输出额定电流、比差、角差、阻抗等参数预先输入到控制器中作为比较参数。
步骤2、将电流互感器CT1一次侧回路接入待测线路，开始检测。
步骤3、控制器根据所接收到的电流检测信号电位值大小，通过比较分析与电流互感器CT1参数差值，调整电阻调节器Zb到相应数值。在具体调节过程中，由于不同厂家的不同类型的电流互感器对应的参数值不同，电阻调节器Zb的具体调节数值也不相同。控制器通过多次对电流检测信号进行采集，调节电阻调节器Zb的多组拨码开关来对应改变采样电阻的阻值大小，此为常用的自控技术，在此不再详述。
步骤4、控制器将调节后的电流检测信号值在显示器上进行显示。
综上所述，本发明通过控制器多次收集数据，调整优化采样精度，自动根据采集的电流互感器二次侧阻抗值，匹配相应的电流互感器变比，实现采样电流数据的换算，调整采样电阻到阻值最优，从而提高精度，最终解决电流互感器和测量单元之间匹配和采样精度问题。以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高精度电流互感自调节检测装置，包括电流互感器和采样电阻，其特征在于：所述电流互感器的一次侧回路连接待测线路，二次侧回路连接串联的阻抗Zct和所述采样电阻，所述采样电阻为电阻调节器Zb；
所述电阻调节器的两端设置测量单元，所述测量单元包括依次连接的差分放大电路、滤波调节电路和控制器，所述控制器根据所述滤波调节电路的输出信号电位值大小来调节所述电阻调节器Zb阻值大小；所述滤波调节电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端通过电阻R8连接电阻R7、电容C4、C5的一端，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端连接所述差分放大电路的输出端，电容C5的另一端连接运放器AR2的输出端，运放器AR2的反相输入端连接三极管VT1的基极，并通过电阻R9接地，运放器AR2的输出端连接三极管VT1的发射极和电感L1的一端，三极管VT1的集电极接地，电感L1的另一端连接所述控制器的输入端，并通过电容C6接地。
2.根据权利要求1所述的高精度电流互感自调节检测装置，其特征在于：所述差分放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R1、R3的一端，电阻R1的另一端连接所述电阻调节器Zb的一端，并通过电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2、R4的一端，电阻R2的另一端连接所述电阻调节器Zb的另一端，并通过电容C2接地，电阻R4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR1的输出端通过电阻R5连接电阻R6、电容C3的一端和所述滤波调节电路的输入端，电阻R6、电容C3的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的高精度电流互感自调节检测装置，其特征在于：所述控制器还通过串口连接显示器，所述显示器用于控制器输出的显示电流检测数值。
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