[發明專利]一種電流測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201710594423.4
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107356801A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 董濤;王洪林;劉亞東;劉柱揆;夏永強;李靜;趙靜
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及測量技術領域，具體涉及一種電流測量裝置及測量方法。

背景技術

隨著電力行業水平的發展，工作在輸配電線路上的在線監測設備越來越多。而電流測量是電力系統在線監測的重要部分，電流值能有效反映線路的運行狀態，電流的變化可以預示線路故障的發生。一般在線監測中的電流測量是通過基于變壓器原理的電流互感器實現的，互感器套接在線路上，利用電磁感應原理，將輸入端的大電流轉化為輸出端的小電流，然后通過調理電路實現測量功能。

一般電流測量裝置在內的在線監測設備多分布在野外，環境復雜，所以測量裝置的電源設計十分關鍵，供電電源的可靠性工作是裝置的基本保障。監測設備的電源要有良好的轉換效率；要滿足分布式設計的要求；最好能自身實現電源供給。所以，感應取能供電是最為適合的供電方式。感應取能技術將取能磁芯套接在線路上，利用電磁感應原理，繞結在磁芯上的線圈從線路中獲取電能。

現有的電流測量傳感器將測量和供電功能分離，那么就會在一套裝置中存在兩個互感器，使得在線監測設備占用較大空間，也增加了生產成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有的電流測量傳感器將測量和供電功能分離，那么就會在一套裝置中存在兩個互感器，使得在線監測設備占用較大空間，也增加了生產成本的問題。

為此，本發明實施例提供了如下技術方案：一種電流測量裝置，包括取電單元、供能單元和測量單元；

所述取電單元包括電流源模塊；

所述供能單元包括取電磁芯，所述取電磁芯一端與所述電流源模塊相連接，所述取電磁芯另一端與電流波形信號示波模塊相連接，所述電流波形信號示波模塊連接于所述整流橋模塊的前端，所述整流橋模塊的后端設置有電壓波形信號示波模塊；

所述測量單元包括信號調理及放大模塊，所述信號調理及放大模塊與微控制模塊相連接。

可選地，所述供能單元還包括直流轉換模塊、電阻負載和電容負載；所述電壓波形信號示波模塊與所述直流轉換模塊相連接，所述直流轉換模塊與所述電阻負載相連接，所述電阻負載與所述電容負載相連接。

一種電流測量方法，所述測量方法包括如下步驟：

S1取電磁芯從電流源模塊中獲取能量；

S2電壓波形信號示波模塊獲取整流橋模塊后端的電壓，電流波形信號示波模塊獲取整流橋模塊前端的電流；

S3采用信號調理及放大模塊獲取步驟S2中的電壓電流信號輸入微控制模塊；

S4通過微控制模塊計算輸入端電流。

可選地，所述步驟S2中的電壓包括整流橋模塊后的電壓，所述步驟S2中的電流包括互感器輸出端電流。

可選地，所述輸入端電流的計算公式如下：

式中：E'_0hz為整流橋后電壓直流分量，E'_100hz為整流橋后電壓100Hz分量；I₂為互感器輸出端電流；l表示平均磁路長度；S表示磁芯的有效截面積；N₁取電磁芯輸入端匝數、N₂取電磁芯輸出端匝數；f為工頻50Hz；μ為磁導率。

本發明實施例提供的技術方案包括以下有益效果：本申請是基于取電磁芯的電流測量裝置，其中設置有自供電功能，將現有的取能磁芯運用于電流測量，將取能互感器和測量互感器合二為一，從而同時實現上述兩個功能。通過互感器輸入端和輸出端的電磁關系，使用輸出端電流、電壓分量表示線路輸入端電流。通過采集電流測量裝置供電單元整流橋模塊后的電壓信號與整流橋模塊前電流信號，實現線路電流測量的功能。這種電流測量裝置和測量方法充分發揮互感器的作用，可以大大簡化在線監測裝置的設計復雜度，減少測量裝置的體積和重量，節約生產成本。本申請涉及的電流測量方法簡單可行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中電流測量裝置拓撲結構圖；

圖2為本發明實施例中電流測量裝置供能部分整流橋前電流典型波形；

圖3為本發明實施例中電流測量裝置供能部分整流橋前電壓典型波形。

圖1～3中的符號表示如下：