CN105866522A - 开启式全息高压无线电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开启式全息高压无线电流互感器，其包括：信息产生电路，用于产生感应信息；以及接收转换器，用于处理信息产生电路产生的感应信息，并将其处理、输出。本发明提供的开启式全息高压无线电流互感器，可以在不外加电压互感器的情况下，在检测被测高压输电线电流大小的同时，方便地检测电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，使高压输电线的调控更准确，后期处理更高效、方便。
Description
技术领域
本发明涉及基本电子电路领域，具体涉及一种能识别电流大小、电流和电压相角（不外加电压互感器）、电流谐波、线路温度等的开启式全息高压无线电流互感器。
背景技术
目前，共用的检测高压输电线路电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，只是能够检测一般的电流大小参数，不具有识别电流与电压相角（在不外加电压互感器的情况下）、电流谐波、线路温度等功能。但是，电流与电压相角、电流谐波、线路温度等参数对高压输电线的调控起到重要作用，是重要参考数据，一般电流互感器由于检测参数的缺失，给后续调控造成困难，容易造成错误处理。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，提供一种不仅能检测电流大小，同时还能检测电流与电压相角（不外加电压互感器）、电流谐波以及线路温度等参数的电流互感器，本发明提供一种开启式全息高压无线电流互感器，其包括：信息产生电路，用于产生感应信息；以及接收转换器，用于处理信息产生电路产生的感应信息，并将其处理、输出；
其中，所述信息产生电路包括：
互感器铁芯，用于包绕高压输电线，以产生互感信号；
电流互感器，与互感器铁芯连接，用于产生电流测量信号；
电阻，与电流互感器连接，用于产生测量电压；
比较器，与电阻连接，用于产生方波；
单片机，与比较器和电阻连接，用于接收电阻以及比较器传递的信号，并分析出电流与电压相角以及电流谐波；
温度传感器，与高压输电线和单片机连接，以感应高压输电线的温度，并将其传递给单片机。
其中，前述信息产生电路还包括无线发射模块，与所述单片机连接，用于将接收单片机接收及分析的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度无线发送给接收转换器。
其中，前述电阻与单片机之间还连接有放大器，用于对电阻上的电压信号进行放大。
其中，前述信息产生电路还包括整流桥，与所述互感器铁芯连接，用于为信息产生电路提供工作电压。
其中，前述整流桥通过保护二极管与电容连接，同时，所述整流桥通过电子开关以及振荡器与稳压器连接。
其中，前述接收转换器包括：
无线接收模块，用于接收无线发射模块发送的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，并解调为数字脉冲，其中，调制电流测量信号被解调为电流信号；
光电耦合器，与变压器连接，产生电压方波信号；
解码单片机，与无线接收模块和光电耦合器连接，用于对无线接收模块解调的电流等信号进行解码；
可控正弦波发生器，与解码单片机连接；
数字电位器，与可控正弦波发生器连接；
功率放大器，与数字电位器连接；
耦合电容，与功率放大器连接；
输出变压器，与耦合电容连接；
电流互感器，与输出变压器以及解码单片机连接，以形成闭环调节。
其中，前述解码单片机同时连接有输出端口，可以输出电流信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度。
本发明提供的开启式全息高压无线电流互感器，可以在不外加电压互感器的情况下，在检测被测高压输电线电流大小的同时，方便地检测电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，使高压输电线的调控更准确，后期处理更高效、方便。
附图说明
图1：本发明的信息产生电路的整体外观图；
图2：图1的安装配件图；
图3：本发明的信息产生电路的电子线路图；
图4：本发明的接收转换器的电子线路图。
附图标记说明
1 上可开启式铁芯
2 下固定铁芯
3 铁芯固定螺栓
4 紧固支架螺丝
5 等电位连线
6 电子控制部分
7 天线
8 指示灯
9 左支架固定螺栓
10 右支架固定螺栓
11 紧固半环
12 下固定支架
13 高压输电线
14 互感器铁芯
15 电流互感器
16 整流桥
17 电阻
18 放大器
19 比较器
20 单片机
21 无线发射模块
22 保护二极管
23 电子开关
24 电容
25 振荡器
26 温度传感器
27 稳压器
28 无线接收模块
29 变压器
30 光电耦合器
31 解码单片机
32 可控正弦波发生器
33 数字电位器
34 功率放大器
35 耦合电容
36 输出变压器
37 电流互感器
38 输出端口。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。
图1为本发明的信息产生电路的整体外观图，图2为图1的安装配件图，如图1及图2所示，本发明提供了一种开启式全息高压无线电流互感器，其包括信息产生电路，所述信息产生电路包括电子控制部分6、上可开启式铁芯1以及下固定铁芯2，所述上可开启式铁芯1与下固定铁芯2通过铁芯固定螺栓3连接固定，所述电子控制部分6通过等电位连线5与紧固支架螺丝4连接，所述电子控制部分6同时连接有天线7及指示灯8，所述紧固支架螺丝4与下固定支架12连接，所述下固定支架12通过左支架固定螺栓9和右支架固定螺栓10与紧固半环11连接。
图3为本发明的信息产生电路的电子电路图，也即图1中的电子控制部分6的具体的电路结构图，如图3所示，本发明提供了一种开启式全息高压无线电流互感器，其包括：信息产生电路，用于产生感应信息；以及接收转换器，用于处理信息产生电路产生的感应信息，并将其处理、输出；
具体的，所述信息产生电路包括：
互感器铁芯14，用于包绕高压输电线13，以产生互感信号；
电流互感器15，与互感器铁芯14连接，用于产生电流测量信号；
电阻17，与电流互感器15连接，用于产生测量电压，所述高压输电线13的电流在二次侧感应电流通过电流互感器15在电阻17上产生测量电压；
比较器19，与电阻17连接，用于产生方波，以方便单片机20分析电流和电压相角；
单片机20，与比较器19和电阻17连接，用于接收电阻17以及比较器19传递的信号，并分析计算出电流与电压相角以及电流谐波，较优的，所述电阻17与单片机20之间还连接有放大器18，用于对电阻17产生的电压信号进行放大；
温度传感器26，与高压输电线13和单片机20连接，以感应高压输电线13的温度，并将其传递给单片机20；
无线发射模块21，与所述单片机20连接，用于将接收单片机20接收、分析及计算出的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度无线发送给接收转换器，具体的，所述无线发射模块21将接收到的信息通过数据形式发送给接收转换器。
具体实施时，信息产生电路还包括整流桥16，所述整流桥16与所述互感器铁芯14连接，二次电流通过整流桥16产生信息产生电路的工作电压，即，在单片机20工作期间为其提供电源。
所述整流桥16同时通过保护二极管22与电容24连接，并且通过电子开关23以及振荡器25与稳压器27连接，整流桥16产生的工作电压，平时可存储在电容24里，单片机20工作期间，整流桥16被电子开关23短接，靠电容24供电，此结构设置可提高电流互感器15的测量精度；较佳的，所述振荡器25可设置为“自跑式”低功耗（微安级）振荡器，振荡器25用来控制工作节奏，同时，控制稳压器27的运行。
本发明中，单片机20通过12位A/D快速采样并经傅里叶级数分析以产生电流谐波。
图4为本发明的接收转换器的电子线路图，如图4所示，本发明的接收转换器包括：
无线接收模块28，用于接收无线发射模块发送的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，并解调为数字脉冲，其中，调制电流测量信号被解调为电流信号；
光电耦合器30，与变压器29连接，用于输出方波，其中，所述变压器29为后续的解码单片机31及整个接收转换器提供电源；
解码单片机31，与无线接收模块28和光电耦合器30连接，用于对无线接收模块28传递的电流信号以及光电耦合器30输出的方波进行解码，解码单片机31的解码对象分为两种：一种为电流大小，一种为与光电耦合器30（输入来自电源电压）输出的方波形成的相位数码值，其用来锁定可控正弦波发生器32的相角；
可控正弦波发生器32，与解码单片机31连接；
数字电位器33，与可控正弦波发生器32连接；
功率放大器34，与数字电位器33连接；
耦合电容35，与功率放大器34连接；
输出变压器36，与耦合电容35连接；
电流互感器37，与输出变压器36以及解码单片机31连接，以形成闭环调节。
本发明中，所述解码单片机31同时连接一输出端口38，可以输出电流信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度。
本发明中，所述解码单片机31解码后的参数有两种对外输出方式：第一种方式为0-5A的模拟量输出，流程为经可控正弦波发生器32的输出端进入数字电位器33的输入端，同时，解码单片机31调节电流值的大小直接进入数字电位器33的输入端，数字电位器33的输出端与功率放大器34的输入端连接，功率放大器34的输出的信号经耦合电容35和输出变压器36产生ac 0-5A的输出电流，电流互感器37产生的小电流经整流滤波后反馈给解码单片机31进行A/D转换，以便形成闭环调节，保证输出电流的精度；第二种方式为经输出端口38输出电流信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度。
实际操作时，所述输出端口38可设为RS-232输出端口。
发明综上，本发明提供的开启式全息高压无线电流互感器，可以在不外加电压互感器的情况下，在检测被测高压输电线电流大小的同时，方便地检测电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，使高压输电线的调控更准确，后期处理更高效、方便。
虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。
Claims (7)
1.一种开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于，包括：信息产生电路，用于产生感应信息；以及接收转换器，用于处理信息产生电路产生的感应信息，并将其处理、输出；
其中，所述信息产生电路包括：
互感器铁芯，用于包绕高压输电线，以产生互感信号；
电流互感器，与互感器铁芯连接，用于产生电流测量信号；
电阻，与电流互感器连接，用于产生测量电压；
比较器，与电阻连接，用于产生方波；
单片机，与比较器和电阻连接，用于接收电阻以及比较器传递的信号，并分析出电流与电压相角以及电流谐波；
温度传感器，与高压输电线和单片机连接，以感应高压输电线的温度，并将其传递给单片机。
2.如权利要求1所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：还包括无线发射模块，与所述单片机连接，用于将接收单片机接收及分析的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度无线发送给接收转换器。
3.如权利要求1所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：所述电阻与单片机之间还连接有放大器，用于对电阻上的电压信号进行放大。
4.如权利要求1所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：还包括整流桥，与所述互感器铁芯连接，用于为信息产生电路提供工作电压。
5.如权利要求4所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：所述整流桥通过保护二极管与电容连接，同时，所述整流桥通过电子开关以及振荡器与稳压器连接。
6.如权利要求1所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：所述接收转换器包括：
无线接收模块，用于接收无线发射模块发送的调制电流测量信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度，并解调为数字脉冲，其中，调制电流测量信号被解调为电流信号；
光电耦合器，与变压器连接，产生电压方波信号；
解码单片机，与无线接收模块和光电耦合器连接，用于对无线接收模块解调的电流信号进行解码；
可控正弦波发生器，与解码单片机连接；
数字电位器，与可控正弦波发生器连接；
功率放大器，与数字电位器连接；
耦合电容，与功率放大器连接；
输出变压器，与耦合电容连接；
电流互感器，与输出变压器以及解码单片机连接，以形成闭环调节。
7.如权利要求6所述的开启式全息高压无线电流互感器，其特征在于：所述解码单片机同时连接有输出端口，可以输出电流信号、电流与电压相角、电流谐波以及线路温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180803 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |