[實用新型]一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置

有效

• 申請號: 201420731709.4
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN204719111U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 李剛田;張寶澤;楊迎春;郭潔;左家強;卞秋野;錢芳
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司東營供電公司;國網山東利津縣供電公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電流檢測裝置，尤其涉及一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置。

背景技術

在我國工業發展升級的驅動下，電力設備的安全性使用越來越受到重視。電流傳感器作為一個兼具保護性和監控作用的工具，將會在未來的電網中起到更重要的意義。相比國外同類產品，國內的電流傳感器技術還有很大的差距需要彌補和提高。

隨著城市用電量的增加，使得供電設備經常處于超負荷預裝狀態，電源設備面臨的考驗也越來越大，電子設備60％的故障都來自電源。隨著電源問題日益突出的嚴重性，電源技術漸漸被廣大廠商重視，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術漸成趨勢，保護電源的設備也隨之誕生，檢測電流或電壓的傳感器應運而生。

電流傳感器是指能感受被測電流并轉換成可用輸出信號的傳感器，在國內外的用途非常廣泛。

電流傳感器對變電站的電力輸出進行監控，可以減少地方電網故障所造成的停電時間。電流傳感器可以對供電電纜進行電流監控，若是電纜出線超負荷，這些電流傳感器可將一部分負荷轉移到其他相中，或者是新鋪設的電纜中，保護電纜的安全使用和運行。

交流電流傳感器(AC?current?sensor，AC?current?transducer)是一種檢測交流電流的裝置，能感受到被測交流電流的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。按照敏感元件的感應原理，交流電流傳感器可分為：電磁式電流互感器，羅氏線圈，AnyWay變頻電流傳感器，霍爾電流傳感器等。

目前，電力系統所應用的電流測量都是由帶鐵芯的電流互感器完成。這類電流傳感器隨著電網電壓等級的提高，其體積、重量以及本身的空載損耗都增加很快，功耗非常高，價格也不菲。鐵芯不僅引入了比差和角差等測量誤差，而且還存在多種非線性因素，如磁飽和、渦流效應、銅耗及磁滯損耗等，這些都對測量精度和測量范圍有很大的影響。此外，CT的安裝、檢修都極不方便，容易造成人身安全事故。

近些年來，由于光纖技術的發展，出現了光纖電流傳感器傳感方法，主要原理是利用磁光晶體的法拉弟效應.根據of＝VB1，通過對法拉弟旋轉角0F的測量，可得到電流所產生的磁場強度，從而可以計算出電流大小。

雖然它解決了傳統CT所存在的高壓絕緣問題和安全問題，但存在著技術要求高，易受外界環境影響，價格昂貴等缺點。尤其是，光纖電流傳感器對轉動十分敏感，由于輸電線路多為野外架空的工況狀態，環境擾動因素較多，在實際應用中存在較多誤判現象。

可見，無論是傳統的交流電流傳感器還是近年來發展的光纖電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中均存在技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為提高高壓輸電線路電流檢測的穩定性、降低傳統交流電流傳感器的功耗，提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所要解決的技術問題是傳統的交流電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中存在的功耗大、易燒損、通信能力差的問題，同時克服光纖電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中存在的波動性大、容易誤報的問題。

具體的，本實用新型通過如下技術方案實現：

首先，本實用新型提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測裝置包括高壓輸電線路電流采集部分和光電信號轉換傳輸部分組成；所述高壓輸電線路電流采集部分包括磁位計、積分電路、電壓/頻率轉換電路、無鐵芯電流互感器和互感電流穩壓電路；所述光電信號轉換傳輸部分包括光電轉換器、信號處理器和通信模塊；所述磁位計由非磁性圓環及均勻分布的密繞線圈組成，高壓輸電線路穿過所述非磁性圓環，所述密繞線圈的兩個抽頭與積分電路連接，所述積分電路將電壓信號輸出至所述電壓/頻率轉換電路將電壓信號轉換為頻率調制信號，所述電壓/頻率轉換電路與所述光電轉換器連接，所述光電轉換器通過光纖與信號處理器連接，所述信號處理器將電流檢測值通過通信模塊進行傳輸；高壓輸電線路穿過所述無鐵芯電流互感器，所述無鐵芯電流互感器與互感電源穩壓電路連接并輸出低壓至積分電路、電壓/頻率轉換電路作為參考電壓，并為光電信號轉換傳輸部分供電。

進一步的，為提高積分電路的穩定性并進一步降低功耗，所述積分電路采用斬波穩零集成運算放大器。

進一步的，根據高壓輸電線路的輸電特點，可選的，所述電壓/頻率轉換電路采用電壓/頻率變換集成芯片，滿度為150kHz，非線性誤差小于0.05％，動態范圍為100dB，電壓基準輸出為1.00V。