CN207424069U - 一种高精度电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种0.2S准确级的高精度电子式电流互感器。本互感器主要由3个部分组成：第一部分是取能模块，能够依据算法控制自动投切蓄电池，保障设备运行的稳定性；第二部分是信号处理和采样模块，通过差分电路将电磁式电流互感器的输出信号滤除直流信号和高频噪声后对差分信号进行采样；第三部分是数据处理和报文通讯模块，由单片机对数据进行处理，并将CPLD作为FT3协议合并单元，合并后的数据通过光纤从高压端传送至低压端。本实用新型具有运行可靠性高，低功耗，绝缘简单，绝缘成本低，输出信号为数字信号等优点，能满足建设坚强智能电网和电力设备数字化改造的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及互感器技术领域，具体为一种高精度电流互感器。
背景技术
目前电网中使用的电流互感器大多为电磁式电流互感器，传统的电磁感应式互感器暴露出的缺点如绝缘困难、成本高昂、输出信息错误等，使它在可靠性、稳定性与精确性方面显得力不从心，难以满足现代智能电网建设的发展和电力设备数字化改造进程的需要，因此，亟待更先进的技术手段来解决电流互感器的改进问题。但现有的高精度电流互感器，以其工作可靠性底、绝缘成本高、功耗高等缺点，不能满足智能电网和电力大数据发展的需要，一次性投资较大，远远无法满足当前人们对该产品的要求。
所以，如何设计一种高精度电流互感器，成为我们当前要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高精度电流互感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高精度电流互感器，取能模块：利用电磁感应原理输电线路周围产生的交变磁场中获取能量，能够给本实用新型系统提供稳定的电源供应，采样模块：由中心穿过待测导线的LPCT线圈二次侧获得小信号，并将小信号滤除直流信号和高频噪声后输入AD采样，数据处理：采样电路获得的数据由单片机进行电压转换分析处理，数据传输合并模块：采用CPLD作为FT3合并单元把数据调理成FT3格式，再经过光电转换器实现电/光转换，传输光纤：把光信号从杆塔高压侧传输到地面的合并单元。
进一步的，所述的取能模块还包括绕组变比切换电路、冲击电压保护电路、整流滤波电路、蓄电池组。
进一步的，所述的采样模块还包括16位逐次逼近电容器 (SAR) 模数转换器(ADC)ADS8867、全差分输入驱动器、抗混叠滤波器和高精度基准驱动器。
进一步的，所述的数据传输合并模块（CPLD处理模块）还包括EPM540T100C5N型号CPLD和HFBR-1414TZ光电转换器。
进一步的，所述的传输光纤为OM3 50/125多模光纤跳线，并用ST或FC与合并单元相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种高精度电流互感器，解决了目前传统电磁式互感器绝缘成本高、体积大、容易饱和、数字化改造特性差等问题，设计在满足0.2S级精度的要求下，使整套系统的功耗为20mW左右，能够比同型设备降低90%的功耗，通过与高温蓄电池的配合，在电网断电时，12V 5Ah高温蓄电池单独供电可工作至少3个月，增强了互感器运行的可靠性和稳定性，同时为工程上使用增加了便捷性，满足未来智能电网数字化改造的需要，所以高精度电流互感器具有广阔的应用市场。
附图说明
图1是本实用新型整体框架图；
图2是取能模块示意图；
图3是部分模块电路图；
图中：1-通电导体；2-取能线圈；3-LPCT线圈；4-取能电路；5-保护电路；6-滤波电路；7-模数转换电路；8-电压信号转换单元（STM32L053）；9-上位机；10-数据采集卡；11-光电转换电路；12-电光转换电路；13-数据传输合并模块（CPLD）；14-通电导体；15-取能线圈；16-保护电路；17-双向DC-DC电路；18-蓄电池组；19-双向DC-DC电路；20-主电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种高精度电流互感器，取能模块：利用电磁感应原理输电线路周围产生的交变磁场中获取能量，能够给本实用新型系统提供稳定的电源供应，采样模块：由中心穿过待测导线的LPCT线圈二次侧获得小信号，并将小信号滤除直流信号和高频噪声后输入AD采样，数据处理：采样电路获得的数据由单片机进行电压转换分析处理，数据传输合并模块：采用CPLD作为FT3合并单元把数据调理成FT3格式，再经过光电转换器实现电/光转换，传输光纤：把光信号从杆塔高压侧传输到地面的合并单元。
进一步的，所述的取能模块还包括绕组变比切换电路、冲击电压保护电路、整流滤波电路、蓄电池组。
进一步的，所述的采样模块还包括16位逐次逼近电容器 (SAR) 模数转换器(ADC)ADS8867、全差分输入驱动器、抗混叠滤波器和高精度基准驱动器。
进一步的，所述的数据传输合并模块（CPLD处理模块）还包括EPM540T100C5N型号CPLD和HFBR-1414TZ光电转换器。
进一步的，所述的传输光纤为OM3 50/125多模光纤跳线，并用ST或FC与合并单元相连。
工作原理：在[2]取能线圈中穿过[1]通电导体，取能线圈利用电磁感应原理输电线路周围产生的交变磁场中获取能量，通过算法控制继电器投切蓄电池组，控制蓄电池充放电，[5]保护电路提供防雷击过电压、防操作过电压等保护措施。由[3]LPCT线圈获得待测小信号经过[6]滤波电路、[7]模数转换电路输入[8]电压信号转换单元（STM32L053）中进行数据处理，再由[13]数据传输合并模块（CPLD）合并为FT3协议数据，经由[11]光电转换电路、[12]电光转换电路传输至低压端，[10]数据采集卡采集数据并上传至[9]上位机。图2是取能模块示意图，[15]取能线圈经[16]保护电路后分为两路，[17]、[19]双向DC-DC模块对直流电能进行处理，[18]蓄电池组由算法控制继电器进行投切。图3为线圈等效电路和全差分放大电路。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种高精度电流互感器，其特征在于：取能模块：利用电磁感应原理输电线路周围产生的交变磁场中获取能量，能够给本实用新型系统提供稳定的电源供应，采样模块：由中心穿过待测导线的LPCT线圈二次侧获得小信号，并将小信号滤除直流信号和高频噪声后输入AD采样，数据处理：采样电路获得的数据由单片机进行电压转换分析处理，数据传输合并模块：采用CPLD作为FT3合并单元把数据调理成FT3格式，再经过光电转换器实现电/光转换，传输光纤：把光信号从杆塔高压侧传输到地面的合并单元。
2.根据权利要求1所述的一种高精度电流互感器，其特征在于：所述的取能模块还包括绕组变比切换电路、冲击电压保护电路、整流滤波电路、蓄电池组。
3.根据权利要求1所述的一种高精度电流互感器，其特征在于：所述的采样模块还包括16位逐次逼近模数转换器ADS8867、全差分输入驱动器、抗混叠滤波器和高精度基准驱动器。
4.根据权利要求1所述的一种高精度电流互感器，其特征在于：所述的数据传输合并模块还包括EPM540T100C5N型号CPLD和HFBR-1414TZ光电转换器。
5.根据权利要求1所述的一种高精度电流互感器，其特征在于：所述的传输光纤为OM350/125多模光纤跳线，并用ST或FC与合并单元相连。
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| CN (1) | CN207424069U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111157859A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-15 | 杭州巨骐信息科技股份有限公司 | 一种小电流取电复合传感器 |
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2017
- 2017-05-25 CN CN201720587671.1U patent/CN207424069U/zh not_active Expired - Fee Related
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