CN202816645U - 压流互感器及其测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种压流互感器，包括一个闭环磁芯、电压互感原边、电流互感原边和压流互感副边，所述电压互感原边缠绕在所述闭环磁芯的一侧，所述压流互感副边缠绕在所述闭环磁芯的与所述电压互感原边位置相对应的另一侧，所述电流互感原边设在所述闭环磁芯的中心且与所述闭环铁芯心的中心线重合。本实用新型还涉及一种压流互感器测量系统，包括所述压流互感器以及顺序联接的采样单元、可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块、控制单元和输出设备。本实用新型在结构上把电压和电流的测量集成于一体,有效地扩大了测量范围，同时对采集的信号进行补偿，保证了检测数据的正确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力电子行业检测用互感器及其测量系统，具体涉及一种将电压和电流测量集成于一体的压流互感器及其测量系统。
背景技术
在电力电子行业中，电压、电流互感器作为常用的电子器件应用于各种相应的检测系统中，传统上电压、电流互感器是两个独立的实体，即要在线测量电流需用电流互感器，而要在线测量电压得用电压互感器，这样在测量三相电压、电流时得用三套电压、电流互感器，不仅设备成本高、维护量大，而且，由于要保证绝缘距离，避免互相干扰，还导致多个系统占用大量的空间。
此外，现有的各自独立的电压、电流互感器对后续的测量回路与测量系统来说，还一定程度地影响测量效果。例如，测量电流时需要把互感器输出电流先转换为电压再进行后续处理，采样电阻大小的选取须兼顾到互感器及其系统测量的灵敏度和系统测量的动态范围，因此两方面都难以达到最佳。还例如，当在线电压、电流频谱较宽且相应中心频率超过千赫兹时，采样转换电阻及互感器漏感还会造成互感器变比的微小变动。
现有技术下也存在同时包含电压互感器和电流互感器的组合式电压电流互感器，但通常在这种组合式电压电流互感器的内部，电压感应和电流感应两部分在结构设计上仍然是分开的，仅仅是一种机械上的集成，一定程度上节省了安装空间，但成本仍然很高，其测量回路与测量系统仍然存在前述的一系列影响测量效果的问题。
实用新型内容
为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种压流互感器及其测量系统，在结构上把电压、电流感应部分真正地集成于一体，有效地扩大了测量范围。
本实用新型的技术方案是：一种压流互感器，包括：一个闭环磁芯、电压互感原边、电流互感原边和压流互感副边，所述电压互感原边缠绕在所述闭环磁芯的一侧，所述压流互感副边缠绕在所述闭环磁芯的与所述电压互感原边位置相对应的另一侧，所述电流互感原边设在所述闭环磁芯的中心且与所述闭环磁芯的中心线重合。
所述电压互感原边和压流互感副边优选分别为缠绕在所述闭环磁芯上的绕组。
所述电流互感原边为一根待测多芯电缆。
一种压流互感器测量系统，包括压流互感器以及顺序联接的采样单元、可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块和用于对采集的信号进行处理的控制单元，所述压流互感器的压流互感副边联接在所述采样单元的输入端，所述压流互感器的电压互感原边和电流互感原边分别联接在被测电路上，所述测量系统还包括用于将处理后的采样信号输出的输出设备，所述输出设备的数据输入端联接所述控制单元的数据输出端。
所述测量系统还可以包括供电单元，所述供电单元的输出端可以分别联接所述可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块、控制单元和所述输出设备的电源端口。
所述控制单元可以为DSP数字信号处理器。
所述控制单元可以为单片机。
所述采样单元可以为一个或几个串联的电阻。
所述可控增益放大器的数字增益控制端口可以联接所述控制单元的控制信号输出端口。
所述控制单元内优选安装有用于自动计算并录入设定的互感器模型参数的软件或程序。
本实用新型的有益效果为：
1. 在结构上把电压和电流的测量集于一身, 克服了电压或电流互感器是两个独立的实体，测量电流或电压需要分别采用多个互感器的不足，扩大了仪器的测量范围，节约了硬件开销；
2. 在结构上把电压和电流的测量集于一身, 克服了多个系统占用大量空间的不足；
3. 对采样电阻和互感器漏感造成的互感器变比的微小变动进行信号补偿，保证了检测数据的正确；
4. 本实用新型还附加了更多有益效果：节约磁芯、测量电路简单、混合测量方便，以及在测量的同等灵敏度上有了较大的测量范围等。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种压流互感器1，包括：一个闭环磁芯1.3、电压互感原边1.1、电流互感原边1.2和压流互感副边1.4，所述电压互感原边1.1缠绕在所述闭环磁芯的一侧，所述压流互感副边缠绕在所述闭环磁芯的与所述电压互感原边位置相对应的另一侧，所述电流互感原边设在所述磁芯的中心且与所述闭环磁芯的中心线重合。
所述电压互感原边和电流互感副边优选分别为缠绕在所述闭环磁芯上的绕组，所述电流互感原边为一根待测多芯电缆。
本实用新型在结构上把电压和电流的测量集于一身, 克服了电压或电流互感器是两个独立的实体、测量电流或电压得分别用多个互感器的不足，克服了多个系统占用大量空间的不足。
本实用新型还提供了一种应用所述压流互感器的压流互感器测量系统2，包括所述压流互感器以及顺序联接的采样单元3、可控增益放大器4、抗混低通滤波器5、A/D模块7和用于对采集的信号进行处理的控制单元8，所述压流互感器的压流互感副边联接在所述采样单元的输入端，所述压流互感器的电压互感原边和电流互感原边分别联接在被测电路上，所述测量系统还包括用于将处理后的采样信号输出的输出设备9，所述输出设备的数据输入端联接所述控制单元的数据输出端。所述采样单元可以为一个或若干个串联的电阻，所述控制单元可以为单片机，优选为DSP数字信号处理器，所述输出设备可以为打印机或显示器，也可以为一些各类不同的控制电路。
所述可控增益放大器的数字增益控制端口可以联接所述DSP数字信号处理器的控制信号输出端口。所述DSP数字信号处理器对采样并经过后续处理后的电参数进行信号补偿。测量电路简单，减少了硬件开销。
进行信号补偿的步骤优选包括：（1）预先对比设定模型参数；（2）将检测参数与模型参数带入求解方程计算出在线电压与电流；（3）对计算出的被检测电参数进行相谱与频谱综合补偿计算。对采样电阻和互感器漏感造成的互感器变比的微小变动进行补偿，保证了检测数据的正确。
所述步骤（1）可以包括为一致性好的互感器设定模型参数和为一致性不好的互感器设定模型参数。
为一致性好的互感器设定模型参数的方法优选为：在LCR测试仪允许使用的条件下，用LCR测试仪测出任意一个互感器在相应频点下的漏感、变比、耦合参数后录入系统，作为模型参数。
为一致性不好的互感器设定模型参数的方法优选为：驱动测试系统进入测试状态，将实验信号源接入互感器，对各频点进行压流信号在各插值点上扫描输出，采用相应软件或程序自动计算并自动录入模型参数。
所述步骤（2）的方法优选为：对比录入的模型参数对各个频点的测试数据进行三点插值曲线拟合，求出整个测试频段内频响特性。
所述步骤（3）的方法优选为：对各个频点的测试数据进行FFT变换处理，并针对相位进行补偿，再进行反FFT处理，得到正确的采集数据。为了使所得数据更加符合需要，还可以对得到的数据进行二次处理。
所述DSP数字信号处理器对经过所述采样单元、所述可控增益放大器、所述抗混低通滤波器和所述A/D模块传递过来的采样信号进行信号补偿后，作为增益控制字信号，输出至控制信号输出端口，增益控制字信号对所述可控增益放大器进行数字增益控制。通过对所述可控增益放大器进行数字增益控制，调整其放大比，使得所述采样单元的采样信号动态接近理想精度，同时在测量的同等灵敏度上有了较大的测量范围。
所述测量系统还可以包括供电单元6，所述供电单元联接所述可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块、控制单元和输出设备的电源端口。所述供电单元为所述测量系统提供保证其正常工作的稳压直流电能。
Claims (9)
1.一种压流互感器，其特征在于包括：一个闭环磁芯、电压互感原边、电流互感原边和压流互感副边，所述电压互感原边缠绕在所述闭环磁芯的一侧，所述压流互感副边缠绕在所述闭环磁芯的与所述电压互感器原边位置相对应的另一侧，所述电流互感原边设在所述闭环磁芯的中心且与所述闭环磁芯的中心线重合。
2.如权利要求1所述的压流互感器，其特征在于所述电压互感原边和压流互感副边分别为缠绕在所述闭环磁芯上的绕组。
3.如权利要求1所述的压流互感器，其特征在于所述电流互感原边为一根待测多芯电缆。
4.一种采用权利要求1、2或3所述的压流互感器的压流互感器测量系统，其特征在于包括所述压流互感器以及顺序联接的采样单元、可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块和用于对采集的信号进行处理的控制单元，所述压流互感器的压流互感副边联接在所述采样单元的输入端，所述压流互感器的电压互感原边和电流互感原边分别联接在被测电路上，所述测量系统还包括用于将处理后的采样信号输出的输出设备，所述输出设备的数据输入端联接所述控制单元的数据输出端。
5.根据权利要求4所述的压流互感器测量系统，其特征在于所述测量系统还包括设有供电单元，所述供电单元的输出端分别联接所述可控增益放大器、抗混低通滤波器、A/D模块、控制单元和输出设备的电源端口。
6.根据权利要求5所述的压流互感器测量系统，其特征在于所述控制单元为DSP数字信号处理器。
7.根据权利要求5所述的压流互感器测量系统，其特征在于所述控制单元为单片机。
8.根据权利要求5所述的压流互感器测量系统，其特征在于所述采样单元为一个或若干个串联的电阻。
9.根据权利要求4、5、6、7或8所述的压流互感器测量系统，其特征在于所述可控增益放大器的数字增益控制端口联接所述控制单元的控制信号输出端口。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Voltage and current mutual inductor and measuring system thereof Effective date of registration: 20140506 Granted publication date: 20130320 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Beijing Hyliton Power Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000327 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20150821 Granted publication date: 20130320 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Beijing Hyliton Power Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000327 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130320 Termination date: 20190614 |