应用于电流互感器的模拟电信号传输方法及装置制造方法及图纸

应用于电流互感器的模拟电信号传输方法及装置，属于电气测量领域。由如下步骤实现：1、开始；2、模拟信号输入；3、电压信号的转换；4、光信号的转换及发送；5、光信号的接收；6、光信号的转换；7、电流信号的转换；8、电压信号的温度补偿；9、结束。包括由光纤连接的信号发送单元（1）和信号接收单元（2），信号发送单元（1）包括依次连接的电压转换模块、发光管以及第一光纤连接器；信号接收单元（2）中第二光纤连接器、光电检测器、电流转换模块、补偿放大模块依次连接，温度传感器与CPU相连，CPU与补偿放大模块相连。本发明专利技术可通过光纤无衰减的实现电流互感器高压侧传感头输出的模拟电压信号的传递。

【技术实现步骤摘要】
应用于电流互感器的模拟电信号传输方法
应用于电流互感器的模拟电信号传输方法，属于电气测量领域。
技术介绍
在电力生产、电力传输系统及电力设备中，电流互感器可用来配合仪表、保护装置等完成电流和电能的测量，是电气测量领域的基本设备。电流互感器的高压侧传感头输出的是模拟信号，因此要传输数字信号必须在高压侧设计A/D转换电路，这不仅增加了系统的复杂度、功耗，也增加了系统成本；此外，低压侧得到的是数字电信号，要想得到模拟信号，就必须在低压侧设计D/A转换电路，因此低压侧电路的复杂度和成本也将增加；更重要的是，电流互感器在功能上不仅要能完成对高压侧电流的测量，还要对电力系统发生故障时的故障电流进行测量以及实时跟踪，因此，若能将电流互感器高压侧传感头输出的模拟信号直接传输至低压侧，则可使可测量信号的频带更宽，灵敏度更高，能够实时反映高压侧的正常电流和故障电流信号的原始波形，更便于对故障进行分析，同时也使得电流互感器的电路更简单、功耗及成本更低。因此将高压侧传感头输出的模拟信号直接传输至低压侧具有重要的实用价值及经济价值。光纤通信具有传输频带宽、通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰能力强、重量轻、体积小等优点，因此采用光纤作为传输介质实现电力系统高压侧到低压侧的数据传输已成为目前电子式电流互感器的重要手段。光纤可传输数字信号也可以传输模拟信号，根据光源器件的发光特性，当流过光源器件的电流在一定范围内时，该电流与光源的发光强度（输出光功率）呈线性关系，因此将待传输的数字/模拟电信号置于光源发光特性的线性区内对光源的发光强度进行调制，便能够实现数字/模拟信号的传输，经过光纤后，可在低压侧得到数字/模拟信号。目前实用化程度较高的电子式电流互感器，其基本原理是将高压侧的含有被测电流信息的电压信号转换成数字信号，再用该数字电信号对光发射端光源的发光强度进行调制，被调制的光信号经光纤传输到达低压侧的光接收端，光接收端用光电检测器再将光信号变为数字电信号。然而，由于电流互感器设备自身（如耦合损耗、光纤衰减等）以及外界（如温度）的各种影响，使得在将电流互感器高压侧传感头输出的模拟信号通过光纤传输时，在接收端得到的模拟信号与原始的模拟信号相比会出现衰减，且对信号衰减的大小是未知的，因此也就无法知道高压侧传感头输出的原始模拟电压信号的大小，这对于测量用电流互感器来说显然是不允许的，因此导致在电流互感器中直接传输模拟信号无法得到实际应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于温度补偿的通过光纤无衰减的实现电流互感器高压侧传感头输出的模拟电压信号传递的应用于电流互感器的模拟电信号传输方法，以及一种结构简单、成本低廉的应用于电流互感器的模拟电信号传输装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该应用于电流互感器的模拟电信号传输方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤2001，开始；通过温度补偿流程完成温度补偿的装置与电流互感器高压侧传感头连接，开始工作；步骤2002，模拟信号输入；由电流互感器高压侧传感头向信号发送单元输入模拟电压信号；步骤2003，电压信号的转换；由电流互感器高压侧传感头输入的模拟电压信号进入电压转换模块，由电压转换模块将模拟电压信号转换为模拟电流信号；步骤2004，光信号的转换及发送；由电压转换模块转换完成的模拟电流信号进入发光管内，驱动发光管发光实现电信号-光信号的转换，然后光信号输送至第一光纤连接器，并由光纤传输至信号接收单元；步骤2005，光信号的接收；信号接收单元接收到由信号发送单元发出经由光纤传输来的光信号；步骤2006，光信号的转换；信号接收单元接收到光信号之后，将光信号由第二光纤连接器输出至光电检测器，通过光电检测器将光信号转换为模拟电流信号，实现光信号-电信号的转换；步骤2007，电流信号的转换；由光电检测器转换完成的模拟电流信号传输至电流转换模块内，通过电流转换模块将模拟电流信号转换为模拟电压信号；步骤2008，电压信号的温度补偿；由电流转换模块转换完成的模拟电压信号继续传输至补偿放大模块，由补偿放大模块依据电压补偿放大流程实现模拟电压信号的还原；步骤2009，结束；经还原完成的模拟电压信号由补偿放大模块输出。优选的，步骤2001中所述的温度补偿流程，包括如下步骤：步骤1001，开始；将装置置于待补偿的温度下足够长的时间，使信号发送单元和信号发送单元的温度稳定；步骤1002，输入标准信号；通过信号发生器向信号发送单元输入一个作为标准的原始模拟电压信号；步骤1003，信号的转换及发送；由信号发生器发出的标准的原始模拟电压信号在信号发送单元内完成电信号-光信号的转换，并通过光纤将光信号发出；步骤1004，信号的接收及转换；信号发送单元通过光纤接收到信号发送单元发出的光信号，在信号发送单元的光电检测器内完成光信号-电信号的转换，并通过电流转换模块得到一个衰减后的模拟电压信号；步骤1005，衰减系数k的计算；将得到的衰减后的模拟电压信号与由信号发生器发出的标准的原始模拟电压信号比较，计算出电压信号幅值的衰减倍数，将该衰减倍数作为该温度下的衰减系数k；步骤1006，是否已完成所有温度点的温度补偿；判断是否已完成所有待测温度点的温度补偿，如果已完成，执行步骤1007，否则返回步骤1001；在进行温度点的选择时，可以根据装置的实际工作环境确定需要补偿的温度范围以及在该温度范围内需要补偿的具体的温度点的数量。步骤1007，结束；将所有待测温度点进行完温度补偿之后，将所有温度点下的衰减系数写入CPU内。优选的，步骤2008中所述的电压补偿放大流程，包括如下步骤：步骤3001，读取当前温度值，CPU通过温度传感器读取当前的温度值；步骤3002，衰减系数的调取；CPU读取到当前温度之后，根据具体温度值调取相应温度下的衰减系数；步骤3003，衰减系数的处理；CPU对当前温度下的衰减系数k进行运算，得到一个对应的数字量；步骤3004，补偿放大模块放大倍数的计算；通过D/A转换将由CPU计算的衰减系数k的数字量转换为模拟量成为一个模拟电压信号，并将该模拟电压信号作为补偿放大模块放大倍数的控制电压信号；步骤3005，原始模拟电压信号的放大及输出。补偿放大模块接收到CPU输送的作为放大倍数的控制电压信号之后，对由电流转换模块转换得到的模拟电压信号进行相应倍数的放大，实现原始模拟电压信号的还原。应用于电流互感器的模拟电信号传输装置，包括由光纤连接的信号发送单元和信号接收单元，其特征在于：所述的信号发送单元包括依次连接的电压转换模块、发光管以及第一光纤连接器；所述的信号接收单元包括第二光纤连接器、光电检测器、电流转换模块、补偿放大模块、CPU以及温度传感器，其中第二光纤连接器、光电检测器、电流转换模块、补偿放大模块依次连接，温度传感器与CPU相连，CPU与补偿放大模块相连。优选的，所述的补偿放大模块由增益可调放大器实现。优选的，所述的光纤为塑料光纤或石英光纤。与现有技术相比，本专利技术的所具有的有益效果是：在本专利技术的应用于电流互感器的模拟电信号传输方法中，对本装置在不同温度下的衰减系数分别进行测量可得到各个温度下的衰减系数，将各个衰减系数存储在CPU中，在信号接收单元用温度传感器对装置当前所处环境的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于电流互感器的模拟电信号传输方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤2001，开始；通过温度补偿流程完成温度补偿的装置与电流互感器高压侧传感头连接，开始工作；步骤2002，模拟信号输入；由电流互感器高压侧传感头向信号发送单元（1）输入模拟电压信号；步骤2003，电压信号的转换；由电流互感器高压侧传感头输入的模拟电压信号进入电压转换模块，由电压转换模块将模拟电压信号转换为模拟电流信号；步骤2004，光信号的转换及发送；由电压转换模块转换完成的模拟电流信号进入发光管内，驱动发光管发光实现电信号‑光信号的转换，然后光信号输送至第一光纤连接器，并由光纤传输至信号接收单元（2）；步骤2005，光信号的接收；信号接收单元（2）接收到由信号发送单元（1）发出经由光纤传输来的光信号；步骤2006，光信号的转换；信号接收单元（2）接收到光信号之后，将光信号由第二光纤连接器输出至光电检测器，通过光电检测器将光信号转换为模拟电流信号，实现光信号‑电信号的转换；步骤2007，电流信号的转换；由光电检测器转换完成的模拟电流信号传输至电流转换模块内，通过电流转换模块将模拟电流信号转换为模拟电压信号；步骤2008，电压信号的温度补偿；由电流转换模块转换完成的模拟电压信号继续传输至补偿放大模块，由补偿放大模块依据电压补偿放大流程实现模拟电压信号的还原；步骤2009，结束；经还原完成的模拟电压信号由补偿放大模块输出。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于电流互感器的模拟电信号传输方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤2001，开始；通过温度补偿流程完成温度补偿的装置与电流互感器高压侧传感头连接，开始工作；步骤2002，模拟信号输入；由电流互感器高压侧传感头向信号发送单元（1）输入模拟电压信号；步骤2003，电压信号的转换；由电流互感器高压侧传感头输入的模拟电压信号进入电压转换模块，由电压转换模块将模拟电压信号转换为模拟电流信号；步骤2004，光信号的转换及发送；由电压转换模块转换完成的模拟电流信号进入发光管内，驱动发光管发光实现电信号-光信号的转换，然后光信号输送至第一光纤连接器，并由光纤传输至信号接收单元（2）；步骤2005，光信号的接收；信号接收单元（2）接收到由信号发送单元（1）发出经由光纤传输来的光信号；步骤2006，光信号的转换；信号接收单元（2）接收到光信号之后，将光信号由第二光纤连接器输出至光电检测器，通过光电检测器将光信号转换为模拟电流信号，实现光信号-电信号的转换；步骤2007，电流信号的转换；由光电检测器转换完成的模拟电流信号传输至电流转换模块内，通过电流转换模块将模拟电流信号转换为模拟电压信号；步骤2008，电压信号的温度补偿；由电流转换模块转换完成的模拟电压信号继续传输至补偿放大模块，由补偿放大模块依据电压补偿放大流程实现模拟电压信号的还原；步骤2009，结束；经还原完成的模拟电压信号由补偿放大模块输出；所述的装置包括由光纤连接的信号发送单元（1）和信号接收单元（2），信号发送单元（1）包括依次连接的电压转换模块、发光管以及第一光纤连接器；所述的信号接收单元（2）包括第二光纤连接器、光电检测器、电流转换模块、补偿放大模块、CPU以及温度传感器，其中第二光纤连接器、光电检测器、电流转换模块、补偿放大模块依次连接，温度传感器与CPU相连，CPU与补偿放大模块相连；步骤2001中所述的温度补偿流程，包括如下步骤：步骤1001，开始；将装置置于待补偿的温度下足够长的时间，使信号发送单元（1）和信号接收单元（2）的温度稳定；步骤1002，输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，徐丙垠，贾明娜，王敬华，王俊江，张新慧，
申请(专利权)人：山东理工大学，青岛科汇电气有限公司，山东科汇电力自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37