CN205404673U - 一种便携式线路电流带电测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式线路电流带电测量装置，包括电流传感单元、信号转换单元、信号传输单元、显示单元，电流传感单元用于在线获取一次侧电流信号，电流传感单元连接信号转换单元，信号转换单元连接信号传输单元，信号传输单元连接显示单元。所述电流传感单元为钳形开合式结构、由两个半环构成。电流传感单元包括环形磁场传感阵列，环形磁场传感阵列由多对传感器构成，环形磁场传感阵列中的每一个传感器均匀分布于圆环内接正多边形的顶点上，多对传感器呈对称分布的形式。本实用新型提出了一种便携式线路电流带电测量装置，结构简单、易于制作、可靠性好、测量灵活且准确高。
Description
技术领域
本实用新型一种便携式线路电流带电测量装置，用于智能变电站输电线路电流信号的高精度在线测量。
背景技术
电流测量装置的准确性和可靠性是电力***安全可靠运行的保证。随着智能电网的发展，智能变电站对电流测量装置提出了越来越高的要求。常用的电流测量装置为电流互感器，传统的互感器由于存在铁磁谐振、磁饱和、磁滞、暂态特性差、体积大重量大等缺点，越来越无法满足现代电力***的要求，而且由于传统的互感器输出为模拟量，电流互感器输出为5A/1A，这些模拟量输出形式无法满足计量和保护数字化的发展方向。因而，基于新型传感原理的电子式电流互感器在智能变电站中得到越来越多的应用。然而，由于属于新技术，电子式互感器在运行中还存在一些问题，其中典型问题就是测量准确度不高，且测量地点固定，不够灵活。在实际运行中，电子式互感器准确度超差现象较为严重且只能测量线路上固定地点,经常带来测量不准以及测量操作的不便，因此需要提高电子式电流互感器的测量准确度，并且提高其测量的灵活性。
发明内容
针对目前电子式电流互感器测量准确度不高，测量不够灵活等问题，本实用新型提出了一种结构简单、易于制作、可靠性好、测量灵活且准确高的便携式线路电流带电测量装置。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种便携式线路电流带电测量装置，包括电流传感单元、信号转换单元、信号传输单元、显示单元，电流传感单元用于在线获取一次侧电流信号，电流传感单元连接信号转换单元，信号转换单元连接信号传输单元，信号传输单元连接显示单元。所述电流传感单元为钳形开合式结构、由两个半环构成。电流传感单元包括环形磁场传感阵列，环形磁场传感阵列由多对传感器构成，环形磁场传感阵列中的每一个传感器均匀分布于圆环内接正多边形的顶点上，多对传感器呈对称分布的形式。
所述信号转换单元与信号传输单元之间通过光纤传输，信号传输单元包含两组光纤，一组传递同步信号、另一组传递数据信号；信号传输单元与显示单元之间通过数据线进行数据通讯。
所述环形磁场传感阵列包括：对称分布的两个测量传感器、对称分布的两个校正传感器。
所述测量传感器、校正传感器为磁阻电流传感器。
所述信号转换单元包括模数转换器ADS1278、电光转换器件HFBR1414，模数转换器ADS1278用于实现模拟信号的数字化，电光转换器件HFBR1414用于将数字量信号转换成光信号。
所述信号传输单元包括微处理器FPGA、光电转换器件HFBR2412，光电转换器件HFBR2412用于将光信号转换成电信号，电信号经过微处理器FPGA组帧处理后发送给显示单元。
所述显示单元为笔记本电脑，用于对测量传感器和校正传感器所测得数据进行分析处理。
本实用新型一种便携式线路电流带电测量装置，技术效果如下：
1：电流传感单元为钳形开合式结构，在测量时可直接“钳”上去，退出测量时可直接取下，可实现线路电流不断电测量，不会干扰线路的正常运行，测量以及退出都非常方便。
2：环形磁场传感阵列由多对传感器构成，传感器采用磁阻电流传感器，主要由薄膜磁阻元件组成，采用此传感器可以由磁场和电流之间的关系直接算出所测电流，省掉了积分环节，从而消除了这一积分误差，能够有效提高测量准确度。
3：环形磁场传感阵列中的每个传感器均匀分布于圆环内接正多边形的顶点上，多对传感器呈对称分布的形式。一旦存在导线偏心、传感器偏轴、或者环形磁场传感阵列有开口气隙的情况，就会破坏这种对称性。此时，校正传感器会对测量传感器的结果进行补偿，降低测量误差。
4：针对目前电子式电流互感器现场测量中存在的灵活性低，如，不能随意测量线路某一处的电流信号，而且测量操作相对复杂等问题，本实用新型一种便携式线路电流带电测量装置，采用环形磁场传感阵列作为电流传感单元，获取一次电流信号。环形磁场传感阵列做成“钳”结构，可直接夹在一次导线上进行测量，但不用与一次导线有直接的电的连接，从而不会干扰线路的正常运行，避免了传统电流互感器带电接入时可能存在的一些问题，且可以灵活地改变测量位置。
5：为了保证测量准确度，环形磁场传感阵列包含多对对称分布的传感器，每对传感器含有一个测量传感器和一个校正传感器。校正传感器用于对测量结果进行校正。显示平台将所有传感器的测量结果进行综合分析处理后，最终的输出作为测量结果，从而保证了现场测量时的准确度。
附图说明
图1为本实用新型的连接原理图；
图2为本实用新型的环形磁场传感阵列结构图；
图3为本实用新型的“钳”形环形磁场传感阵列结构图。
具体实施方式
如图1~图3所示，一种便携式线路电流带电测量装置，包括电流传感单元1、信号转换单元2、信号传输单元3、显示单元4，电流传感单元1用于在线获取一次侧电流信号，电流传感单元1连接信号转换单元2，信号转换单元2连接信号传输单元3，信号传输单元3连接显示单元4。
所述电流传感单元1为钳形开合式结构、由两个半环构成。
电流传感单元1包括环形磁场传感阵列5，环形磁场传感阵列5由多对传感器构成，环形磁场传感阵列5中的每一个传感器均匀分布于圆环内接正多边形的顶点上，多对传感器呈对称分布的形式。
所述信号转换单元2与信号传输单元3之间通过光纤6传输，信号传输单元3包含两组光纤，一组传递同步信号、另一组传递数据信号；信号传输单元3与显示单元4之间通过数据线7进行数据通讯。
所述环形磁场传感阵列5包括：对称分布的两个测量传感器8、对称分布的两个校正传感器9。电流传感单元1采用环形磁场传感阵列5获取一次电流信号。环形磁场传感阵列5采用多对测量传感器8、校正传感器9测量一次导线的电流，测量传感器8、校正传感器9为两对。并通过磁场与电流之间的关系计算出导线上的电流。环形磁场传感阵列5中每对传感器中一个测量一个校正，校正传感器9用于对测量传感器8的输出进行补偿从而提高测量准确度。所述测量传感器8、校正传感器9为磁阻电流传感器。
所述信号转换单元2包括模数转换器ADS1278、电光转换器件HFBR1414，模数转换器ADS1278用于实现模拟信号的数字化，电光转换器件HFBR1414用于将数字量信号转换成光信号。
所述信号传输单元3包括微处理器FPGA（型号为EP2C35）、光电转换器件HFBR2412，光电转换器件HFBR2412用于将光信号转换成电信号，电信号经过微处理器FPGA组帧处理后发送给显示单元4。
所述显示单元4为笔记本电脑，用于对测量传感器8和校正传感器9所测得数据进行分析处理。
本实用新型一种基于环形磁场传感阵列的便携式线路电流带电测量装置，采用环形磁场传感阵列5作为电流传感单元1。环形磁场传感阵列5为开合式结构，如图3所示，由两个半环构成，测量时可直接“钳”在一次导线上进行测量，但不用与一次导线有直接的电的连接，从而不会干扰线路的正常运行，避免了传统电流互感器带电接入时可能存在的一些问题。这种带电测量装置，操作简单，测量时间和测量地点灵活，能够极大的提高测量准确度并降低操作复杂程度。***采用高精度传感器进行测量，绝缘可靠，且随着电压等级的提高，尺寸和重量变化不大，非常适合现场使用。
Claims (7)
1.一种便携式线路电流带电测量装置，包括电流传感单元（1）、信号转换单元（2）、信号传输单元（3）、显示单元（4），电流传感单元（1）用于在线获取一次侧电流信号，电流传感单元（1）连接信号转换单元（2），信号转换单元（2）连接信号传输单元（3），信号传输单元（3）连接显示单元（4），其特征在于，所述电流传感单元（1）为钳形开合式结构、由两个半环构成；电流传感单元（1）包括环形磁场传感阵列（5），环形磁场传感阵列（5）由多对传感器构成，环形磁场传感阵列（5）中的每一个传感器均匀分布于圆环内接正多边形的顶点上，多对传感器呈对称分布的形式。
2.根据权利要求1所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述信号转换单元（2）与信号传输单元（3）之间通过光纤（6）传输，信号传输单元（3）包含两组光纤，一组传递同步信号、另一组传递数据信号；信号传输单元（3）与显示单元（4）之间通过数据线（7）进行数据通讯。
3.根据权利要求1所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述环形磁场传感阵列（5）包括：对称分布的两个测量传感器（8）、对称分布的两个校正传感器（9）。
4.根据权利要求3所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述测量传感器（8）、校正传感器（9）为磁阻电流传感器。
5.根据权利要求1或2所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述信号转换单元（2）包括模数转换器、电光转换器件，模数转换器用于实现模拟信号的数字化，电光转换器件用于将数字量信号转换成光信号。
6.根据权利要求1所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述信号传输单元（3）包括微处理器、光电转换器件，光电转换器件用于将光信号转换成电信号，电信号经过微处理器组帧处理后发送给显示单元（4）。
7.根据权利要求1所述一种便携式线路电流带电测量装置，其特征在于，所述显示单元（4）为笔记本电脑，用于对测量传感器（8）和校正传感器（9）所测得数据进行分析处理。
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