CN201075123Y - 一种高电位电流测量装置 - Google Patents

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查鲲鹏
李成榕
温家良
汤广福
贺之渊
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Abstract

本实用新型提供一种高电位电流测量装置，包括：电流变送器、高电位电流传感器、电光转换模块、隔离光纤、光电转换模块和分析单元，其中，所述电流变送器，用于将对试品阀进行检测得到的信号源输入至高电位电流传感器；所述高电位电流传感器，用于将所述电流变送器发送来的测量信号转化成电压信号并将信号放大后输入至电光转换模块；所述电光转换模块，用于将模拟的电信号变成光信号后，通过光纤传送至地电位的光电转换模块；所述光电转换模块，将光信号转换成电信号后输入至分析单元，由分析单元对所述测量信号进行分析。本实用新型能够解决高电位隔离问题，保护地电位上位机运行安全。

Description

一种高电位电流测量装置
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种高电位电流测量装置。
背景技术
随着超高压和特高压直流工程建设在我国的快速发展，高压直流输电(High Voltage Direct Current transmission，HVDC)换流阀试验方法的研究和试验装置的开发需求日趋增强。高电位电流系统是用于HVDC阀试验装置中试品晶闸管阀(多重阀)不同测点的电流进行测量和监视的重要手段。目前适用于晶闸管阀的高电位电流测量系统在国内仍是空白。
由于杂散电容和杂散电感等难以测量的杂散参数的影响，在HVDC阀试验中必须精确测量试品晶闸管阀不同测点的电流波形，以保证试品晶闸管阀的安全和试验的顺利进行。由于试品阀晶闸管阀处于高电位，通过的直流峰值电流为3000A，特高压应用中直流电流将会达到4000A甚至更高，采用现有的测量方法已难以满足要求，须解决如下的技术难题：1)处于高电位的电流变送器串联于电流回路中，大电流直接流过变送器，因此变送器有较小的输入阻抗和较好的频率响应特性，保证输出电流值的精度。2)由于晶闸管阀位于高电位，不能由低电位直接供电，须解决接触式测量系统的独立供电问题；3)晶闸管阀在试验过程中所处的电磁环境比较恶劣，一方面试验中的大电流、高场强会对测量系统造成较大的电磁干扰，另一方面，晶闸管阀快速开关过程也会产生大量高频强电磁干扰，因此必须解决测量系统的抗干扰设计问题和测量精度问题；4)必须解决高电位测量系统与地电位设备间的通讯隔离问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种高电位电流测量装置，能够解决高电位隔离问题，保护地电位上位机运行安全。
本实用新型的高电位电流测量装置，包括：电流变送器、高电位电流传感器、电光转换模块、隔离光纤、光电转换模块和分析单元，其中，所述电流变送器，用于将对试品阀进行检测得到的信号源输入至高电位电流传感器；所述高电位电流传感器，用于将所述电流变送器发送来的测量信号转化成电压信号并将信号放大后输入至电光转换模块；所述电光转换模块，用于将模拟的电信号变成光信号后，通过光纤传送至地电位的光电转换模块；所述光电转换模块，将光信号转换成电信号后输入至分析单元，由分析单元对所述测量信号进行分析。
其中，在所述光电转换模块与所述分析单元之间可以设置示波器，用于将光电转换模块输出的信号在其中进行显示后，将所述信号输入到分析单元。
其中，所述分析单元可以为地电位计算机系统，用于对采集到的数据进行计算及后处理分析，得到最终测量结果并显示。
其中，所述高电位电流传感器与所述电光转换模块置于金属的屏蔽罩，并固定于与地绝缘的支撑座上，以隔离外界的强电磁场干扰。
此外，所述电流变送器，通过套在测量回路上的多个罗氏线圈实现，将测量的输出信号输入到高电位电流传感器。
其中，每个罗氏线圈为一个测量通道，多个钳式罗氏线圈一字排列并固定于所述高电位电流传感器的前端，用于根据需要进行装拆。
另外，所述高电位电流传感器的前端可以随支撑座移动，并可以根据测量要求调整升降的高度。
本实用新型的有益效果是：依照本实用新型的高电位电流测量装置，通过电流传感器和光电转换模块对地绝缘，系统就地将电流模拟信号转化为数字信号，并将数字信号转化为光信号，然后通过光纤传输，能够承受特高压工程中所需的各种试验电压。解决高电位隔离问题以保护上位机的安全运行，避免了光信号传送过程中干扰问题。
附图说明
图1为本实用新型的高电位电流测量装置结构示意图。
具体实施方式
以下，参考附图1详细描述本实用新型的高电位电流测量装置。
如图1所示，该高电位电流测量装置，包括：电流变送器、高电位电流传感器、光电/电光转换模块，隔离光纤，示波器及计算机。
其中，电流变送器，用于将对试品阀进行检测得到的信号源输入至高电位电流传感器；高电位电流传感器，用于将电流变送器发送来的测量信号转化成电压信号并将信号放大后输入至电光转换模块；电光转换模块，用于将模拟的电信号变成光信号后，通过光纤传送至地电位的光电转换模块；光电转换模块，将光信号转换成电信号后，将其输入至示波器进行显示；示波器，可将信号输入到后置的计算机系统，由计算机将采集到的数据经软件的计算及后处理分析，得到最终测量结果并显示。
其中，电流变送器可以通过套在测量回路上的多个罗氏线圈(多通道)实现，将测量的输出信号输入到高电位电流传感器。
其中，一个罗氏线圈为一个测量通道，多个钳式罗氏线圈一字排列并固定于高电位电流传感器的前端，可根据需要进行装拆。同时，测量前端还可随高电位电流传感器的支撑座方便的移动，同时可根据测量要求调整升降的高度；地电位计算机对采集到的测量数据进行处理和显示。
此外，由于高电位电流传感器及电光转换模块都位于高电位，固定于与地绝缘的支撑座上，为了隔离外界的强电磁场干扰，保证各环节的测量及电光转换精度，故将其置于金属的屏蔽罩中。
另外，本实用新型可采用大容量、高性能、长寿命的独立锂电池供电，解决信号转换模块供电隔离问题，有效避免了高压引入市电产生危害，电池配有专门的充放电保护电路，防止电池损坏；前端采用体积小，高输入阻抗的便携式高电位电流传感器，并采用高精度电流变送器。整个电流测量系统的测量频带达到1kHz～5MHz，量程达到4kA，测量误差在5％以内。模、数、光信号转换一体式设计直接将采集的模拟量信号调制成光脉冲信号传送到上位机；采用小体积、低功耗、宽频带的信号转换和放大电路，并采用抗电磁干扰能力强的高精度、高可靠性数据采集及处理电路，减小高频、强电磁场的干扰。
综上所述，依照本实用新型的高电位电流测量系统，通过电流传感器和光电转换模块对地绝缘，系统就地将电流模拟信号转化为数字信号，并将数字信号转化为光信号，然后通过光纤传输，能够承受特高压工程中所需的各种试验电压。解决高电位隔离问题以保护上位机的安全运行，避免了光信号传送过程中干扰问题。
以上是为了使本领域普通技术人员理解本实用新型，而对本实用新型所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本实用新型的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高电位电流测量装置，其特征在于，包括：电流变送器、高电位电流传感器、电光转换模块、光纤、光电转换模块和分析单元，其中，
所述电流变送器，用于将对试品阀进行检测得到的信号源输入至高电位电流传感器；
所述高电位电流传感器，用于将所述电流变送器发送来的测量信号转化成电压信号并将信号放大后输入至电光转换模块；
所述电光转换模块，用于将模拟的电信号变成光信号后，通过光纤传送至地电位的光电转换模块；
所述光电转换模块，将光信号转换成电信号后输入至分析单元，由分析单元对所述测量信号进行分析。
2.如权利要求1所述的高电位电流测量装置，其特征在于，在所述光电转换模块与所述分析单元之间设置示波器，所述示波器，用于将光电转换模块输出的信号在其中进行显示后，将所述信号输入到分析单元。
3.如权利要求1所述的高电位电流测量装置，其特征在于，所述分析单元为地电位计算机系统，用于对采集到的数据进行计算及后处理分析，得到最终测量结果并显示。
4.如权利要求1所述的高电位电流测量装置，其特征在于，所述高电位电流传感器与所述电光转换模块置于金属的屏蔽罩，并固定于与地绝缘的支撑座上，以隔离外界的强电磁场干扰。
5.如权利要求1所述的高电位电流测量装置，其特征在于，所述电流变送器，通过套在测量回路上的多个罗氏线圈实现，将测量的输出信号输入到高电位电流传感器。
6.如权利要求5所述的高电位电流测量装置，其特征在于，每个罗氏线圈为一个测量通道，多个钳式罗氏线圈一字排列并固定于所述高电位电流传感器的前端，用于根据需要进行装拆。
7.如权利要求6所述的高电位电流测量装置，其特征在于，所述高电位电流传感器的前端随支撑座移动，并根据测量要求调整升降的高度。
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