[發明專利]一種偏置型的光纖傳輸高壓電流互感器

在審

• 申請號: 201710040259.2
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108320893A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 周晉怡;郁棟;徐熠剛;吳軼;施閣
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H01F27/40
• 分類號: H01F27/40;H01F27/42;H01F38/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種偏置型的光纖傳輸高壓電流互感器，實現高壓電路電線電流的實時監測。該電流互感器通過導線兩端的抽頭串聯入待測電路中，磁環線圈CT1產生的感應電流作為能量，給激光偏置電路提供了一個穩定可靠的偏置電源，即激光發射管提供一個基礎偏置電流；磁環線圈CT2提供測量得到的電流信號，通過耦合電容將電流信號加載在激光偏置電路上；激光發射管發出的激光的光強與回路電流成正比，激光沿著光纖將信號轉給激光接收管，由電流電壓轉換電路將電流信號轉換成電壓信號，經過濾波電路后，將采集到的電壓信號傳給AD轉換電路進行模擬量到數字量的轉換，由MCU對這些數據進行存儲運算等操作后，通過以太網通訊模塊將數據送給上位機。

技術領域

本發明涉及一種高壓電流互感器，尤其涉及一種偏置型的光纖傳輸高壓電流的高壓電流互感器。

背景技術

高壓電流互感器是將電網中的高壓信號變換傳遞為低壓小電流信號，為電力系統的計量、監控、繼電保護、自動裝置等提供統一、規范的電流信號的裝置，同時也是滿足電氣隔離，確保人身和電器安全的重要設備。電磁式電流互感器是通過電磁感應原理實現電流變換，它具有穩定性、可靠性強的優點，但其二次繞組需要接地，為了滿足絕緣要求，所需要的鐵芯與絕緣子體積較大且重量重，成本較高，而且具有非數字化模擬量信號容易受干擾等缺點。

發明內容

本發明的目的：提出一種新型的偏置型的光纖傳輸高壓電流互感器裝置，該裝置采用光纖傳輸技術，電壓偏置技術實現高壓電流的準確測量，解決電磁式電流互感器體積大、重量重，成本高，易受干擾等缺點，實現以太網數字信號輸出的高壓電流互感器。

為實現本發明的目的，技術方案為：

該電流互感器通過導線抽頭串聯入磁環線圈CT1與磁環線圈CT2中。磁環線圈CT2與激光偏置電路相連。MOS管整流濾波電路的輸出的直流電壓傳入DC-DC電路。DC-DC電路輸出可靠穩定的直流電壓給激光偏置電路。利用磁環線圈CT1產生的感應電流作為能量，經過整流濾波和穩壓后為激光發射管D1提供一個穩定的直流基礎偏置電流，將磁環線圈CT2感應得到的交流電流信號將耦合到激光發射管D1的直流基礎偏置電流上其中磁環線圈CT1與MOS管整流濾波電路相連。激光發射管D1發射的激光由光纖，經過空心絕緣子，傳輸到激光接收管D2上。激光接收管D2接收到光纖內激光信后，將光信號轉換成一定的電流信號，傳輸給電路轉電壓電路。電流轉電壓電路再將收到的電流信號轉換成電壓信號，傳給AD轉換電路。AD轉換電路將模擬量轉換成數字量后傳給MCU。MCU通過運算處理后，通過以太網通訊模塊，將測量數據傳送給上位機。

本發明公開了一種偏置型的光纖傳輸高壓電流互感器，包括兩個磁環線圈、導線、MOS管整流濾波電路、DC-DC穩壓電路、激光偏置電路、光纖、測量信號接收處理電路、AD轉換電路、開關電源、MCU、以太網通訊模塊、上位機。整體電路采用無源設計，通過一個磁環線圈產生的能量給激光偏置電路提供可靠穩定的偏置電源。在高壓側和低壓側采用光隔離，提高了裝置的安全性。在低壓側對接收到的測量信號進行轉換、濾波，最大限度的減小信號的失真。處理后的測量數據，由MCU運算處理后，通過以太網通訊模塊，由以太網絡傳輸給聯網的上位機。與現有的高壓電流互感器相比，減小了裝置體積，降低了自身功耗，提高了安全性，并且通過網絡可以實現實時監測的效果。

1.無源設計。利用了一個磁環線圈產生的感應電流作為能量，經過整流、濾波、穩壓后給激光偏置電路提供了一個穩定可靠的偏置電源，即激光發射管提供一個基礎偏置電流；另一個磁環線圈提供測量得到的電流信號，通過耦合電容將電流信號加載在激光偏置電路上。

2.采用MOS管整流橋結構能降低整流電路的導通電阻與導通壓降，從而降低能量損耗。

3.通過光纖傳輸信號。高壓側與低壓側沒有直接的電路的連接，而是通過光纖中的光來傳輸信號，即實現了光隔離，使得裝置的絕緣性能得到提升，抗電磁干擾性能強，安全性更高。