[發明專利]一種基于羅氏線圈和零磁通電流傳感器的信號采集裝置

在審

• 申請號: 201811386813.3
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN111198297A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 池立江;李志新;朱明東;徐敏銳;陳剛;魏少鵬;步夢瓊;楊向陽;魏岸文
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 符亞飛

本發明涉及一種基于羅氏線圈和零磁通電流傳感器的信號采集裝置，屬于智能變電站電子式電流互感器技術領域，包括羅氏線圈傳感器、零磁通電流傳感器和數據處理部分，數據處理部分包括羅氏線圈信號處理模塊、零磁通電流傳感器信號處理模塊和數據處理模塊，羅氏線圈信號處理模塊、零磁通電流傳感器信號處理模塊分別連接數據處理模塊，數據處理模塊對接收到的兩路電流信號進行處理后輸出，解決現有的電流測量裝置中因一方檢測精度不高而降低最終輸出的檢測結果的檢測精度的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于羅氏線圈和零磁通電流傳感器的信號采集裝置，屬于智能變電站電子式電流互感器技術領域。

背景技術

羅氏線圈是一種特殊結構的空心線圈，因不含鐵芯，所以不存在磁飽和問題，也不存在熱力和動力的穩定問題，而且幾乎不受被測電流大小的限制。它因被測電流所產生的磁場變化而感應出相應的電勢，本身并不與被測電流回路存在直接的聯系；但傳感輸出為微分小電壓信號，需要進行積分放大處理。羅氏線圈的應用范圍主要集中在：利用它測量脈沖電流、暫態電流、穩定交流大電流以及繼電保護用電流監測等方面。

申請公布號為CN106093547A的中國發明專利申請文件中公開了一種基于輔助線圈修正的羅氏線圈電流互感器測量裝置，包括羅氏線圈和輔助線圈，羅氏線圈和輔助線圈輸出連接對應的信號調理回路，然后輸出給后續設備。其中，輔助線圈為電磁式電流互感器或者低功率線圈電流互感器。但是，類似于電磁式電流互感器或者低功率線圈電流互感器的電流互感器設備的檢測精度有限，即便將羅氏線圈和輔助線圈相結合，得到的檢測結果的精度也很有限，更加嚴重的是，由于輔助線圈的檢測精度不高，最終輸出的檢測結果會因一方檢測精度不高反而會增大檢測誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于羅氏線圈和零磁通電流傳感器的信號采集裝置，解決現有的電流測量裝置中因一方檢測精度不高而降低最終輸出的檢測結果的檢測精度的問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：本發明提供了一種基于羅氏線圈和零磁通電流傳感器的信號采集裝置，包括羅氏線圈傳感器和數據處理部分，所述信號采集裝置還包括零磁通電流傳感器，所述數據處理部分包括羅氏線圈信號處理模塊、零磁通電流傳感器信號處理模塊和數據處理模塊，所述羅氏線圈傳感器的信號輸出端連接所述羅氏線圈信號處理模塊的信號輸入端，所述羅氏線圈信號處理模塊的信號輸出端輸出連接所述數據處理模塊的第一信號輸入端，所述零磁通電流傳感器的信號輸出端連接所述零磁通電流傳感器信號處理模塊的信號輸入端，所述零磁通電流傳感器信號處理模塊的信號輸出端輸出連接所述數據處理模塊的第二信號輸入端，所述數據處理模塊對接收到的兩路信號進行處理后輸出。

本發明通過結合羅氏線圈和零磁通傳感器的技術原理優勢，通過羅氏線圈和零磁通傳感器兩種傳感元件的傳變特性研究，改進電流采集器的軟硬件結構設計，實現了兩種傳感器的特性匹配，將羅氏線圈和零磁通電流傳感器輸出信號分別進行處理，實現了兩種傳感器對電流的準確、同步采集，在較寬的電流測量量程范圍內保證電子式電流互感器測量、保護的輸出準確度，提高了電子式電流互感器準確度測量的準確性和可靠性。

進一步的，為了對羅氏線圈傳感器的輸出信號進行定量分析從而實現準確處理，以提高數據準確性，所述羅氏線圈信號處理模塊包括依次設置的第一信號調理單元、積分還原單元和第一A/D轉換單元，所述第一信號調理單元用于將羅氏線圈傳感器輸出的模擬小電壓微分信號進行隔離、放大和濾波處理，所述積分還原單元用于將第一信號調理單元的輸出信號積分還原為電壓信號。

進一步的，為了對零磁通電流傳感器輸出信號進行定量分析從而實現準確處理，以提高數據準確性，所述零磁通電流傳感器信號處理模塊包括依次設置的第二信號調理單元、濾波放大單元和第二A/D轉換單元，所述第二信號調理單元用于將零磁通電流傳感器輸出的模擬小電流信號轉換為電壓信號，并進行隔離、差分運算，所述濾波放大單元用于對第二信號調理單元的輸出信號進行濾波、放大。