[發明專利]一種數字式電流互感器及測量交流輸電導線電流的方法

有效

• 申請號: 200910264427.1
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN102103156A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 夏正新;王昱;居峻;于翔
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司寶應縣供電公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R19/25
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 奚衡寶

技術領域

本發明涉及一種電力輸電線電流檢測裝置及其檢測電流的方法，

尤其涉及一種類似于互感器的電流檢測裝置以及其檢測電流的方法。

背景技術

目前國內所采用的電流互感器都是采用A/A轉換方式，也就是說將一次電流裝換為0-5A的方式。這種方式已經有了近百年的歷史，該種電流互感器所存在的問題是：1、功耗大；2、耗用的鋼材、銅材比較多；3、有變比關系；4、不能開路工作；5、過載易損壞。

尤其是前兩點，目前，電力用戶越來越多，造成互感器的使用量極大，而且目前的互感器需要幾級變比，才能取出計量信號，也就是說，在每個用戶端，還需要重復使用至少兩級互感器。每個互感器中所用的銅材、硅鋼片等導線、磁性材料很多，而這些材料，一方面成本大，另一方面會消耗電能。

發明內容

本發明針對以上問題，提供了一種在確保能夠實現互感器功能的前提下，金屬材料利用少的數字式電流互感器及測量交流輸電導線電流的方法。

本發明的技術方案是：包括殼體、設置在殼體內的線圈，所述線圈包括用于供能的具有磁性骨架的線圈一、用于取樣的具有非磁性骨架的線圈二和電流檢測電路；所述電流檢測電路包括放大器、模數轉換器、處理器、數模轉換器和電流數值顯示表；所述線圈二連接放大器，給放大器提供取樣電流數據；所述線圈一連接放大器、處理器、數模轉換器、電流數值顯示表和模數轉換器，給放大器、處理器、數模轉換器、電流數值顯示表和模數轉換器供能；所述線圈一和線圈二同心設置于殼體內。

所述線圈一通過一供能電路同放大器、處理器、數模轉換器、電流數值顯示表和模數轉換器相連，所述供能電路包括橋式整流電路、電容器和穩壓管，所述電容器和穩壓管并接。

利用本發明數字式電流互感器測量交流輸電導線電流的方法是：

1)、采用螺繞在非磁骨架上的線圈二感應交流輸電導線在不同圓周上磁場強度差異形成的電勢能，并將該微弱的電勢能信號傳輸給取樣電路；

2)、采用螺繞在磁性骨架上的線圈一采集交流輸電導線的感應電流，并將該電流經整流、濾波提供給放大器、處理器、數模轉換器、電流數值顯示表和模數轉換器，作為放大器、處理器、數模轉換器、電流數值顯示表和模數轉換器的工作能源；

3)、電勢能信號經放大器放大后，傳輸給模數轉換器，轉換為數字信號；再傳輸給處理器，在處理器內預設換算程序，預設有換算程序的處理器將數字信號解算，并通過數模轉換器轉化為電流信號，傳輸給電流顯示表，顯示交流輸電導線內的電流值。

本發明采用了另一種方式對電力傳輸的交流導線中的電流進行檢測；采用一使用非磁性骨架繞制的線圈二進行取樣，利用在不同磁場強度下的電勢能差，采集在取樣線圈的導線中產生的微弱電壓降；再利用一具有很小磁性骨架的線圈一產生較大的電能，用于提供給電流檢測電路。電流檢測電路方法微弱的電壓降信號，并解算該信號，最終通過換算程序，得出被測導線中的電流值。換算程序可以在設計時預算好，也可以通過一次或多次實測來得出換算的算式。本發明也可以不利用技術方案中的數字模式，而直接采用通過放大器輸出模擬量，通過對模擬量的換算得出電流值。本發明具有如下特性：1、互感器無變比，輸出既可為模擬量也可為數字量；2、電流互感器無需外加工作電源。

本發明的工作原理是：當電流互感器一次側通過電流時，電流互感器二次側感應出交流電壓值。當電壓值與一次電流的大小成正比例線性關系上升。因為線圈繞制在一個非導磁骨架上，不會產生磁飽和現象，所有該互感器量程非常寬。互感器二次電壓非常微小通過電子放大器放大，再由A/D轉換成數字信號輸出。

附圖說明

圖1是本發明的內部線圈的立體圖

圖中1是導線，2是線圈一，21是線圈一的輸出端，3是線圈二，31是線圈二的輸出端；

圖2是本發明內部線圈的第一種設置形式

圖3是本發明內部線圈的第二種設置形式

圖4是本發明中取能電路的示意圖

圖5是本發明中取樣電路的示意圖

圖6是本發明實驗測試的一次、二次電流關系表。

具體實施方式