CN216051928U - 一种架空输电线路工频电流采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种架空输电线路工频电流采集电路，涉及输电线路技术领域，包括电流传感器，其所述电流传感器的输出端分别连接在两个积分电路上，一个积分电路的输出端连接在可编程放大电路上，而可编程放大电路的输出端连接在偏置跟随电路上，偏置跟随电路的输出电压为3.3V；通过采用双通道对线路电流的实时采集，在线路正常运行时采用数字可编程增益放大器对不同范围的电流进行放大处理，可使测量精度达到1％，实现不同电流范围内的增益控制，以提高设备的测量精度，线路电流超过正常运行采集通道的峰值时，数据采集将会自动切换到故障电流采集通道，以实现电流变化的全过程采集，以供运维人员进行故障研判。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路技术领域，更具体地说，它涉及一种架空输电线路工频电流采集电路。
背景技术
在电网的工作过程中，电流是反应线路运行状态的重要指标，导线运行的正常与否同电流的大小有直接关系。近年来，很多线路事故都是由于电流的异常引起的，导线的电流过大，引起导线发热、温度升高等事故，进而导致输电线路发生故障。因此，电流监测系统的开发具有重要的意义，目前在输电线路电流监测领域也有一些厂家采用双通道调整增益的方式实现输电线路的监测。
高压输电线路的运行正常与否都与电流的大小息息相关，故准确的对高压输电线路电流精确的测量有着重大意义，输电线路在不同时刻及不同场景下因负载的大小及线路自身的原因，其在运行过程中是一个变化量，根据目前国家电网的要求对工频电流的监测范围在10A-10000A，受监测环境及监测设备自身的影响，目前普遍采用的单通道增益控制进行工频电流采集势必会产生较大误差，通过实际检测目前大部分的产品测量误差均在10％左右，为了提高输电线路运行电流的测量精度，提升线路运维效率，故设计一种架空输电线路工频电流采集电路。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种架空输电线路工频电流采集电路，其具有测量精度高，提升线路运维效率的特点。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种架空输电线路工频电流采集电路，包括电流传感器，其所述电流传感器的输出端分别连接在两个积分电路上，一个积分电路的输出端连接在可编程放大电路上，而可编程放大电路的输出端连接在偏置跟随电路上，偏置跟随电路的输出电压为3.3V，另一个积分电路的输出端连接在放大电路上，而放大电路的输出端连接在另一个偏置跟随电路上，另一个偏置跟随电路的输出电压也为3.3V
通过采用上述技术方案，采用双通道对线路电流的实时采集，电流传感器采集电流，电流通过正常线路运行，并进入至积分电路，同时可编程放大电路放大电力，如果电流出现异常情况，则通过异常线路运行，最后进入至积分电器，然后从放大电路流通。
进一步地，所述电流传感器采用的是罗氏线圈，罗氏线圈采集的信号主要为50HZ的工频信号。
通过采用上述技术方案，罗氏线圈相较于传统CT其具有无磁饱和现象、测量线性度高、结构简单等优点，罗氏线圈在使用过程中，根据信号频率及外阻的大小分为自积分和外积分两种类型。
进一步地，两组积分电路分别为线路运行正常通道和线路运行异常通道。
通过采用上述技术方案，测量电路由双通道采集电路组成，分别是正常运行电流及故障电流，电路工作时两个通道同时对线路电流进行实时的采集。
进一步地，所述线路运行正常通道的规律导线正常运行时的电流在0-1000A内，线路运行异常通道的规律导线正常运行时的电流为5000A及以上，所述可编程放大电路采用LTC6910可编程增益放大器，测量精度为1％。
通过采用上述技术方案，LTC6910数字可编程增益放大器(PGA)所占用的印制电路板空间非常少，并且易于使用。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
本方案中，通过采用双通道对线路电流的实时采集，在线路正常运行时采用数字可编程增益放大器对不同范围的电流进行放大处理，可使测量精度达到1％，实现不同电流范围内的增益控制，以提高设备的测量精度，线路电流超过正常运行采集通道的峰值时，数据采集将会自动切换到故障电流采集通道，以实现电流变化的全过程采集，以供运维人员进行故障研判。
附图说明
图1为本实用新型的电流采集系统框图；
图2为本实用新型中编程增益放大器的电路结构示意图；
图3为本实用新型的整体电路结构示意图。
具体实施方式
实施例：
以下结合附图1-3对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供一种技术方案：一种架空输电线路工频电流采集电路，包括电流传感器，所述电流传感器的输出端分别连接在两个积分电路上，一个积分电路的输出端连接在可编程放大电路上，而可编程放大电路的输出端连接在偏置跟随电路上，偏置跟随电路的输出电压为3.3V，另一个积分电路的输出端连接在放大电路上，而放大电路的输出端连接在另一个偏置跟随电路上，另一个偏置跟随电路的输出电压也为3.3V。
优选的，所述电流传感器采用的是罗氏线圈，罗氏线圈采集的信号主要为50HZ的工频信号；
本实施例中：罗氏线圈相较于传统CT其具有无磁饱和现象、测量线性度高、结构简单等优点，罗氏线圈在使用过程中，根据信号频率及外阻的大小分为自积分和外积分两种类型，在本系统中因采集的信号主要为50HZ的工频信号故采用外积分方式，此时从电阻上得到的电压值与被测导线电流呈微分关系，故需要积分电路对信号进行还原，线路正常运行情况下，由积分电路将罗氏线圈采集到的信号进行还原，还原后的电压信号进入可编程放大电路。
优选的，两组积分电路分别为线路运行正常通道和线路运行异常通道；
本实施例中：测量电路由双通道采集电路组成，分别是正常运行电流及故障电流，电路工作时两个通道同时对线路电流进行实时的采集。
优选的，所述线路运行正常通道的规律导线正常运行时的电流在0-1000A内，线路运行异常通道的规律导线正常运行时的电流为5000A及以上，所述可编程放大电路采用LTC6910可编程增益放大器，测量精度为1％；
本实施例中：LTC6910数字可编程增益放大器(PGA)所占用的印制电路板空间非常少，并且易于使用。反相增益是可调的，当采用一个3位数字输入时，在LTC6910-1中可选择数值为0、1、2、5、10、20、50和100V/V的增益，根据线路电流的大小自动进行增益的切换，图3为LTC6910的典型应用图，在信号放大后，因工频有负电压的存在，故在进入ADC之前需将电压调整到正电压范围以便进行AD转换，同时为了隔离前端采集与后端AD电路增加了跟随电路，最终输出电压在0-3.3V，线路发生故障时，尤其是雷击或短路时工频电流会达到5000A及以上，此时线路正常运行采集通道的电压已到达3.3V(后级ADC也达到满量程)，此时后续的波形的将会从线路故障通道进行获取，已实现波形全过程的采集，这部分的电路前端一样需要积分电路对信号进行还原，因源端电流较大导致电压也会升高故还原后的波形需经过放大电路进行衰减，已到达偏置跟随电路输出所需的3.3V电压。
工作原理：采用双通道对线路电流的实时采集，电流传感器采集电流，电流通过正常线路运行，并进入至积分电路，同时可编程放大电路放大电力，如果电流出现异常情况，则通过异常线路运行，最后进入至积分电器，然后从放大电路流通，同时在正常运行时为了保证测量值得精度根据线路电流的大小采用可编程运放来实现增益控制。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种架空输电线路工频电流采集电路，包括电流传感器，其特征在于，所述电流传感器的输出端分别连接在两个积分电路上，一个积分电路的输出端连接在可编程放大电路上，而可编程放大电路的输出端连接在偏置跟随电路上，偏置跟随电路的输出电压为3.3V，另一个积分电路的输出端连接在放大电路上，而放大电路的输出端连接在另一个偏置跟随电路上，另一个偏置跟随电路的输出电压也为3.3V。
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路工频电流采集电路，其特征在于，所述电流传感器采用的是罗氏线圈。
3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路工频电流采集电路，其特征在于，所述罗氏线圈采集的信号主要为50HZ的工频信号。
4.根据权利要求1所述的一种架空输电线路工频电流采集电路，其特征在于，两组积分电路分别为线路运行正常通道和线路运行异常通道。
5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路工频电流采集电路，其特征在于，所述线路运行正常通道的规律导线正常运行时的电流在0-1000A内，线路运行异常通道的规律导线正常运行时的电流为5000A及以上。
6.根据权利要求1所述的一种架空输电线路工频电流采集电路，其特征在于，所述可编程放大电路采用LTC6910可编程增益放大器，测量精度为1％。
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- 2021-10-15 CN CN202122493525.1U patent/CN216051928U/zh active Active
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