用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路制造技術

針對現有電子式互感器結構復雜、信號易受干擾的不足，本發明專利技術提供一種用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路，包括低功率線圈、屏蔽雙絞線和一次采集器，通過屏蔽雙絞線將低功率線圈與一次采集器相連接；所述一次采集器內含數模轉換電路、電流互感器、采樣電阻、濾波器電阻和濾波器電容；電流互感器T2將接收到的二次小電流進行線性隔離并傳變，并由采樣電阻將該二次小電流轉化為電壓信號后再經由濾波器電容和濾波器電阻組成的濾波器完成抗混疊濾波處理。本發明專利技術有以下優點：本產品不再需要設計積分電路，結構簡單；本產品通過電流互感器進行信號的隔離并加強絕緣，確保測試的精度與可靠性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】針對現有電子式互感器結構復雜、信號易受干擾的不足，本專利技術提供一種用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路，包括低功率線圈、屏蔽雙絞線和一次采集器，通過屏蔽雙絞線將低功率線圈與一次采集器相連接；所述一次采集器內含數模轉換電路、電流互感器、采樣電阻、濾波器電阻和濾波器電容；電流互感器T2將接收到的二次小電流進行線性隔離并傳變，并由采樣電阻將該二次小電流轉化為電壓信號后再經由濾波器電容和濾波器電阻組成的濾波器完成抗混疊濾波處理。本專利技術有以下優點：本產品不再需要設計積分電路，結構簡單；本產品通過電流互感器進行信號的隔離并加強絕緣，確保測試的精度與可靠性。【專利說明】用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路
本專利技術屬于電氣設備及電氣工程
，屬于有源電子式電流互感器保護電流采集技術，具體涉及用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路。
技術介紹
在已經投運的智能變電站中，有源電子式電流互感器多采用羅氏線圈作為保護通道的傳感單元。羅氏線圈具有良好的線性傳變性能，對于暫態電流測量具有很大的優勢；但羅氏線圈的輸出信號是對一次電流對應的微分電壓信號，要還原一次電流，必須使用積分器。而模擬積分器長時間積分會帶來累積誤差，數字積分器有積分初值問題。同時，保護電流測量要考慮足夠的動態范圍，羅氏線圈在一次額定電流時輸出的電壓信號很微弱，易受到干擾。在實際運行的電子式互感器中，羅氏線圈輸出信號容易受干擾以及積分器的不可靠性的影響，測量精度差。
技術實現思路
針對上述不足，本專利技術的目的在于提供一種實用的有源電子式電流互感器保護電流傳感方法，提高保護電流測量的可靠性。本專利技術使用低功率線圈(LPCT)轉換一次電流，輸出電流信號直接送入一次采集器，一次采集器使用電流互感器(CT)完成第二次電流轉換后送入模數轉換器得到數字量。基于LPCT和CT級聯技術可提高保護電路測量的可靠性。為了實現上述功能，本專利技術提供以下技術方案: 用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路，包括低功率線圈Tl、屏蔽雙絞線LI和一次采集器，通過屏蔽雙絞線LI將低功率線圈Tl與一次采集器相連接；所述一次采集器內含數模轉換電路Ul，數模轉換電路Ul負責將接收到的模擬信號轉為數字信號；低功率線圈Tl套在待檢測的一次母線的外部，當一次母線通過電流時，低功率線圈Tl感應出對應的小電流信號；此外，一次采樣器內還設有電流互感器T2、采樣電阻R1、濾波器電阻R2和濾波器電容Cl，其中，電流互感器T2由高壓側繞組和低壓側繞組兩部分組成；通過屏蔽雙絞線LI將低功率線圈Tl與電流互感器T2的高壓側繞組相連接并構成一個閉合回路；電流互感器T2內低壓側繞組的一端分別與濾波器電阻R2的一端及采樣電阻Rl的一端相連接；濾波器電阻R2的另一端分別與濾波器電容Cl的一端及數模轉換電路Ul的信號輸入端相連接；濾波器電容Cl的另一端分別與電流互感器T2內低壓側繞組的另一端以及采樣電阻Rl的另一端相連接；濾波器電容Cl與采樣電阻Rl之間的連接點接地；即直接通過屏蔽雙絞線LI，將低功率線圈Tl感應得到的二次小電流送入一次采集器的電流互感器T2中；電流互感器T2將接收到的二次小電流進行線性隔離并傳變，通過與電流互感器T2并聯的采樣電阻Rl將該二次小電流轉化為電壓信號；該電壓信號再經由濾波器電容Cl和濾波器電阻R2組成的濾波器完成抗混疊濾波處理后，被送入數模轉換電路Ul完成模數信號的轉換。本專利技術有以下優點: 相對于傳統結構，本專利技術產品可實現電流到電流的線性變換——用低功率線圈Tl做為保護電流傳感單元，省去了傳統結構所必需的積分電路，從而使得本產品的電路結構簡單，便于生產和推廣； 本產品的電流互感器T2起到隔離的作用，一則能夠防止自低功率線圈Tl輸入的沖擊電壓進入一次采集器內部電路，避免一次采集器的損壞；二則，在一次采集器內通過采樣電阻Rl將采樣信號轉變為電壓信號，基于電壓信號的抗干擾能力顯著高于電流信號的機理，從而提高了一次采集器的電磁兼容水平； 本產品的通過采樣電阻Rl完成電流到電壓的轉化，避免了檢測信號受高壓輸電線周圍強電磁場的干擾而導致的信號失真與誤差——利用電壓信號受干擾小的機理，再通過濾波器電阻R2和濾波器電容Cl的濾波處理、以及數模轉換電路Ul的模數轉化處理后獲得最終信號； 本產品的電流互感器T2的隔離特性能提供加強絕緣，能保證一次采集器內部電路不會被來自于母線的強電壓所干擾或擊穿，確保檢測信號的可靠性； 本專利技術所述低功率線圈Tl為圓形，由繞線均勻的繞制在有開口的硅鋼片上，其穩態準確度5P級，暫態準確度5TPE級；低功率線圈Tl的骨架采用高導磁性材料；低功率線圈Tl感應得到的小電流信號直接經屏蔽雙絞線LI輸出給下一級電路；并且低功率線圈Tl(LPCT)的成本只有普通線圈(CT)成本1/2，低功率線圈Tl (LPCT)的重量為普通線圈(CT)重量的3/4 ； 本產品的低功率線圈Tl在體積上和羅氏線圈基本相當，對已經使用羅氏線圈結構設計的有源電子式電流互感器來說，僅僅替換為低功率線圈Tl即可，設備的外形結構不需要調整，降低了升級改造的成本； 本產品的低功率線圈Tl輸出電流信號，電流信號通過屏蔽電纜傳輸，相對電壓信號來說，抗干擾能力更強。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術的電路結構簡圖。圖中的序號為:低功率線圈Tl、屏蔽雙絞線L1、電流互感器T2、采樣電阻R1、濾波器電阻R2、濾波器電容Cl、數模轉換電路U1。具體的實施方式 參見圖1，用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路，包括低功率線圈Tl、屏蔽雙絞線LI和一次采集器，通過屏蔽雙絞線LI將低功率線圈Tl與一次采集器相連接；所述一次采集器內含數模轉換電路U1，數模轉換電路Ul負責將接收到的模擬信號轉為數字信號；低功率線圈Tl套在待檢測的一次母線的外部，當一次母線通過電流時，低功率線圈Tl感應出對應的小電流信號；一次采集器內還設有電流互感器T2、采樣電阻R1、濾波器電阻R2和濾波器電容Cl。本產品采用改進的低功率線圈Tl替代傳統結構的羅氏線圈作為保護電流的傳感單元，從體積角度考慮，改進后的低功率線圈Tl和羅氏線圈大致相當，基本可以做到直接替代，而不需要更改一次結構。改進后的低功率線圈Tl提高了其電流測量的線性范圍，可滿足電子式互感器保護電流穩態測量和暫態測量和精度要求。電流互感器T2由高壓側繞組和低壓側繞組兩部分組成； 通過屏蔽雙絞線LI將低功率線圈Tl的兩端與電流互感器T2的高壓側繞組的兩端相連接，構成一個閉合回路；電流互感器T2內低壓側繞組的一端分別與濾波器電阻R2的一端及采樣電阻Rl的一端相連接；濾波器電阻R2的另一端分別與濾波器電容Cl的一端及數模轉換電路Ul的信號輸入端相連接；濾波器電容Cl的另一端分別與電流互感器T2內低壓側繞組的另一端以及采樣電阻Rl的另一端相連接；濾波器電容Cl與采樣電阻Rl之間的連接點接地； 使用時，低功率線圈Tl感應得到的二次小電流直接通過屏蔽雙絞線LI送入一次采集器的電流互感器T2中；電流互感器T2將接收到的二次小電流進行線性隔離并傳變，隨后通過與電流互感器T2并聯的采樣電阻Rl將該二次小電流轉化為電壓信號；該電壓信號再經由濾波器電容Cl和濾波器電阻R2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于電子式電流互感器的電流采樣與保護電路，包括低功率線圈T1、屏蔽雙絞線L1和一次采集器，通過屏蔽雙絞線L1將低功率線圈T1與一次采集器相連接；所述一次采集器內含數模轉換電路U1，數模轉換電路U1負責將接收到的模擬信號轉為數字信號；低功率線圈T1套在待檢測的一次母線的外部，當一次母線通過電流時，低功率線圈T1感應出對應的小電流信號；其特征在于，一次采集器內還設有電流互感器T2、采樣電阻R1、濾波器電阻R2和濾波器電容C1，其中，電流互感器T2由高壓側繞組和低壓側繞組兩部分組成；通過屏蔽雙絞線L1將低功率線圈T1與電流互感器T2的高壓側繞組相連接并構成一個閉合回路；電流互感器T2內低壓側繞組的一端分別與濾波器電阻R2的一端及采樣電阻R1的一端相連接；濾波器電阻R2的另一端分別與濾波器電容C1的一端及數模轉換電路U1的信號輸入端相連接；濾波器電容C1的另一端分別與電流互感器T2內低壓側繞組的另一端以及采樣電阻R1的另一端相連接；濾波器電容C1與采樣電阻R1之間的連接點接地；即直接通過屏蔽雙絞線L1，將低功率線圈T1感應得到的二次小電流送入一次采集器的電流互感器T2中；電流互感器T2將接收到的二次小電流進行線性隔離并傳變，通過與電流互感器T2并聯的采樣電阻R1將該二次小電流轉化為電壓信號；該電壓信號再經由濾波器電容C1和濾波器電阻R2組成的濾波器完成抗混疊濾波處理后，被送入數模轉換電路U1完成模數信號的轉換。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁國成，閆少春，甄超，李偉，王劉芳，余國鋼，田宇，陳慶濤，黃前華，蔡同甫，孫明利，
申請(專利權)人：國家電網公司， 國網安徽省電力公司電力科學研究院， 安徽繼遠電網技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：北京;11