[發(fā)明專利]用于多路母線電流檢測的電流互感器及其電流檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410536412.7
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104267239A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋樸;程澄;孫小菡;單雪康
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/24
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種用于多路母線電流檢測的電流互感器，其特征在于，該電流互感器包括傳感光源（9）、與傳感光源（9）連接的快速光衰減器（8），以及分別與快速光衰減器（8）連接的信號調(diào)理模塊和信號解調(diào)模塊；

所述的傳感光源（9）的輸出端與快速光衰減器（8）的光輸入端連接；快速光衰減器（8）的電輸入端與信號調(diào)理模塊的輸出端連接；快速光衰減器（8）的光輸出端與信號解調(diào)模塊的輸入端連接；

所述的信號調(diào)理模塊包括工作點設(shè)置模塊（7）、第二加法器（6）和n個并聯(lián)的電流調(diào)理單元，每個電流調(diào)理單元包括待測電流（1）、第一加法器（2）、直流偏量（3）、乘法器（4）和載波信號（5），第一加法器（2）的第一輸入端與待測電流（1）的輸出端連接，第一加法器（2）的第二輸入端與直流偏量（3）的輸出端連接，第一加法器（2）的輸出端與乘法器（4）的第一輸入端連接，乘法器（4）的第二輸入端與載波信號（5）的輸出端連接，每個電流調(diào)理單元中的乘法器（4）的輸出端與第二加法器（6）的一個輸入端連接，第二加法器（6）的輸出端與工作點設(shè)置模塊（7）的輸入端連接；每個電流調(diào)理單元中的待測電流（1）為信號調(diào)理模塊的輸入端，工作點設(shè)置模塊（7）的輸出端為信號調(diào)理模塊的輸出端；n個電流調(diào)理單元中的載波信號（5）的頻率均不相同；n為大于1的正整數(shù)；

所述的信號解調(diào)模塊包括光電接收機（10）和n個并聯(lián)的電流解調(diào)單元，每個電流解調(diào)單元包括帶通濾波器（11）、包絡(luò)檢波器（12）、交流直流分離模塊（13）、除法器（14）和輸出電壓（15），帶通濾波器（11）的輸出端與包絡(luò)檢波器（12）的輸入端連接，包絡(luò)檢波器（12）的輸出端與交流直流分離模塊（13）的輸入端連接，交流直流分離模塊（13）的輸出端與除法器（14）的輸入端連接，除法器（14）的輸出端與輸出電壓（15）的輸入端連接，每個電流解調(diào)單元中的帶通濾波器（11）的輸入端與光電接收機（10）的輸出端連接，光電接收機（10）的輸入端與快速光衰減器（8）的光輸出端連接；光電接收機（10）的輸入端作為信號解調(diào)模塊的輸入端，每個電流解調(diào)單元中的輸出電壓（15）作為信號解調(diào)模塊的輸出端；n個電流解調(diào)單元中的帶通濾波器（11）的帶通截止頻率均不相同。

2.按照權(quán)利要求1所述的用于多路母線電流檢測的電流互感器，其特征在于，所述的工作點設(shè)置模塊（7）包括第一運算放大器（A1）、第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第三電阻（R3）、第四電阻（R4）和基準(zhǔn)電壓，第一電阻（R1）的一端為工作點設(shè)置模塊（7）的輸入端，第一運算放大器（A1）的輸出端為工作點設(shè)置模塊（7）的輸出端，第一電阻（R1）的另一端分別與第二電阻（R2）的一端和第三電阻（R3）的一端連接，第二電阻（R2）的另一端接地，第三電阻（R3）的另一端分別與第四電阻（R4）的一端和第一運算放大器（A1）的反相端連接，第四電阻（R4）的另一端與第一運算放大器（A1）的輸出端連接，第一運算放大器（A1）的同相端與基準(zhǔn)電壓連接。

3.按照權(quán)利要求1所述的用于多路母線電流檢測的電流互感器，其特征在于，所述的包絡(luò)檢波器（12）包括第一檢波二極管（D1）、第五電阻（R5）和第一電容（C1），第一檢波二極管（D1）的一端作為包絡(luò)檢波器的輸入端，第一電容（C1）的一端作為包絡(luò)檢波器的輸出端；第一檢波二極管（D1）的另一端分別與第五電阻（R5）的一端和第一電容（C1）的一端連接，第五電阻（R5）的另一端接地，第一電容（C1）的另一端接地。

4.按照權(quán)利要求1所述的用于多路母線電流檢測的電流互感器，其特征在于，所述的交流直流分離模塊（13）包括第六電阻（R6）、第七電阻（R7）、第二電容（C2）、第三電容（C3）、第二運算放大器（A2）和第三運算放大器（A3），第六電阻（R6）的一端作為交流直流分離模塊的輸入端，第二運算放大器（A2）的輸出端作為交流直流分離模塊交流分量的輸出端，第三運算放大器（A3）的輸出端作為交流直流分離模塊直流分量的輸出端；第六電阻（R6）的一端與第二運算放大器（A2）的同相端連接，第六電阻（R6）的另一端分別與第二電容（C2）的一端和第七電阻（R7）的一端連接，第二電容（C2）的另一端與地連接，第七電阻（R7）的另一端分別與第三電容（C3）的一端、第二運算放大器（A2）的反相端和第三運算放大器（A3）的同相端連接，第三電容（C3）的另一端與地連接，第三運算放大器（A3）的反向端與第三運算放大器（A3）的輸出端連接。

5.一種利用權(quán)利要求1所述用于多路母線電流檢測的電流互感器的電流檢測方法，其特征在于，該檢測方法包括以下步驟：

第一步：將m路母線中q路母線同時接入電流互感器的電流調(diào)理單元中，q個電流調(diào)理單元分別與一路母線連接，各路母線產(chǎn)生的待測電流（1）分別和一個電流調(diào)理單元中的第一加法器（2）的輸入端連接，在每個電流調(diào)理單元中，待測電流（1）產(chǎn)生的待測電流信號傳輸至第一加法器（2），待測電流信號與直流偏量（3）相加產(chǎn)生帶有直流偏量的待測電流信號，將帶有直流偏量的待測電流信號傳輸至乘法器（4），帶有直流偏量的待測電流信號與載波信號（5）相乘產(chǎn)生調(diào)制待測電流信號，將q個電流調(diào)理單元產(chǎn)生的調(diào)制待測電流信號傳輸至第二加法器（6）中，第二加法器（6）對q個調(diào)制待測電流信號相加后，傳輸至工作點設(shè)置模塊（7）中，進行工作點設(shè)置，得到滿足快速光衰減器（8）輸入量程的驅(qū)動信號；m和q均為正整數(shù)，且m≥q，n≥m；

第二步：利用傳感光源（9）產(chǎn)生傳感光，傳感光經(jīng)過光纖傳輸至快速光衰減器（8）中，利用第一步產(chǎn)生的驅(qū)動信號對傳感光進行電光調(diào)制，將調(diào)制后的光信號利用光纖傳輸至光電接收機（10）中，光電接收機（10）對調(diào)制后的光信號進行光電轉(zhuǎn)換，得到待分離信號；

第三步：將第二步得到的待分離信號傳輸至信號解調(diào)模塊中的每一個電流解調(diào)單元中，在每個電流解調(diào)單元中，利用帶通濾波器（11）對待分離信號進行帶通濾波，得到與帶通濾波器（11）帶通截止頻率相對應(yīng)的待檢波信號，將待檢波信號傳輸至包絡(luò)檢波器（12）中進行包絡(luò)檢波，得到待交直流分離的信號，將待交直流分離的信號傳輸至交流直流分離模塊（13）中進行交流、直流分離，得到交流分量和直流分量；將交流分量和直流分量傳輸至除法器（14）中進行相除，得到輸出電壓（15）。