一种地线融冰行波电流采样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种地线融冰行波电流采样装置，其包括：正向耦合线圈，与地线耦合；反向耦合线圈，与地线耦合；差分/比例复用电路，具有两输入端和一输出端；正向高增益积分信号转换电路，其输入端与正向耦合线圈耦接，输出端通过开关电路与差分/比例复用电路的一输入端耦接；反向高增益积分信号转换电路，其输入端与反向耦合线圈耦接，输出端与差分/比例复用电路的另一输入端耦接；信号处理电路，其输入端与差分/比例复用电路的输出端耦接，输出端耦接开关电路的控制端。本实用新型专利技术可以大幅度扩展行波电流的采集范围。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地线融冰
，特别涉及一种地线融冰行波电流采样装置。
技术介绍
行波(travellingwave)，即平面波在传输线上的一种传输状态，其幅度沿传播方向按指数规律变化，相位沿传输线按线性规律变化。从相邻时刻t1和t1+△t进行考察，可以发现波形随时间的增长而向传输线的终端移动。利用行波进行故障测距的方法早在20世纪50年代就已被提出，并在实际中得到应用。70年代末，G.W.Swift等指出了行波频率与故障距离之间的关系。1983年，P.A.Crossly等人提出了利用相关算法计算行波传播时间进而求得故障距离，通过对故障距离和被保护线路长度的比较决定保护是否动作的行波距离保护方案。1989年，我国学者根据输电线路故障行波的特征，提出了行波特征鉴别式距离保护，该保护首先利用行波的特征，判断出故障发生的区间，若判断为正方向区内故障，再进一行波特征鉴别式距离保护。目前针对通过行波测量输电线路中故障点的方法主要分为两种：其一，行波相关法行波相关法所依据的原理是向故障点运动的正向电压行波与由故障点返回的反向电压行波之间的波形相似,极性相反,时间延迟△t对应行波在母线与故障点往返一次所需要的时间。对二者进行相关分析,把正向行波倒极性并延迟△t时间后,相关函数出现极大值。这种方法也存在对故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波加以区分的问题。由于在一些故障情况下存在对侧端过来的透射波,它们会与故障点发生的反射波发生重叠,从而给相关法测距带来很大困难。另一，高频行波法r>高频行波法与其他行波法不同的是,它提取电压或电流的高频行波分量,然后进行数字信号处理,再依据A型行波法进行故障测距。这种方法根据高频下母线端的反射特性,成功的区分了故障点的反射波和对侧母线端反射波在故障点的透射波。不论是行波相关法，还是高频行波法对输电线路中故障点的测量，其前提均是优选取得输电线路中的行波电路，而行波电流的取得主要是依靠耦合的行波电流采集装置。在输电线路融冰领域中，判断是否需要对地线进行融冰，需要优选地检测地线是否存在履冰的故障点，而履冰的故障点的测量即是依靠行波电流来进行检测。现有的行波定位技术能够利用故障时发出的行波信号进行故障点定位，但是由于直流融冰施加电压较低，且绝缘地线故障包括金属性接地与非金属性接地，因此其故障行波电流信号幅值范围很广，对传感器提出较高的要求，传统的输电线路中的行波电流采集装置，难以在此适用。
技术实现思路
本技术的目的是克服或减缓至少上述缺点中的部分，特此提供一种地线融冰行波电流采样装置，其包括：正向耦合线圈，与地线耦合；反向耦合线圈，与地线耦合；差分/比例复用电路，具有两输入端和一输出端；正向高增益积分信号转换电路，其输入端与正向耦合线圈耦接，输出端通过开关电路与差分/比例复用电路的一输入端耦接；反向高增益积分信号转换电路，其输入端与反向耦合线圈耦接，输出端与差分/比例复用电路的另一输入端耦接；信号处理电路，其输入端与差分/比例复用电路的输出端耦接，输出端耦接开关电路的控制端。优选地，所述信号处理电路包括A/D转换电路和信号处理器，所述A/D转换电路的输入端与差分/比例复用电路耦接，其输出端耦接信号处理器，所述信号处理器与开关电路的控制端耦接。进一步，所述信号处理器为DSP，所述DSP通过FIFO与A/D转换器通讯。优选地，所述正向高增益积分信号转换电路包括第一放大器，所述第一放大器的反相输入端通过第一电阻与其输出端耦接，其输出端通过第二电阻接地，所述正向耦合线圈的两端分别耦接所述第一放大器的正相输入端和反相输入端。优选地，所述反向高增益积分信号转换电路包括第二放大器，所述第二放大器的反相输入端通过第三电阻与其输出端耦接，其输出端通过第四电阻接地，所述反向耦合线圈的两端分别耦接所述第二放大器的正相输入端和反相输入端。优选地，所述差分/比例复用电路包括第三放大器，所述第三放大器的反相输入端与通过第五电阻与其输出端耦接，其正相输入端通过第六电阻接地，所述反向高增益自积分转换电路的输出端依次通过开关电路、第七电阻与所述第三放大器的反相输入端耦接，所述正向高增益自积分转换电路的输出端通过第八电阻与所述第三放大器的正相输入端耦接。本技术旨在于，提供一种能够在地线中的行波电流较小时，由差分/比例复用电路对该由正向耦合线圈以及反向耦合线圈所捕获的行波电流进行差分放大，由于两者的行波电流大小相同，反向相反，则差分/比例复用电路实质上是对行波电流进行叠加，实现数值放大，使输出的测量数值符合额定范围；信号处理电流输出符合测量范围的测量数值，则仅对其进行比例放大。附图说明现在将参照所附附图更加详细地描述本技术的这些和其它方面，其所示为本技术的当前优选实施例。其中：图1为本实施例的工作框图；图2为正向高增益积分信号转换电路的电路图；图3为反向高增益积分信号转换电路的电路图；图4为差分/比例复用电路的电路图；图5为A/D转换器的引脚图；图6为FIFO的引脚图；图7为DSP的引脚图。具体实施方式下面结合附图和具体实例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，本实施例示范性的公开了一种地线融冰行波电流采样装置，其包括正向耦合线圈、反向耦合线圈、正向高增益积分信号转换电路、反向高增益积分信号转换电路、差分/比例复用电路、信号处理电路和可控开关。本实施例的工作原理是采用两个参数一致、安装方向相反的正向耦合线圈和反相耦合线圈，捕捉地线中的电流变化；再由正向高增益积分信号转换电路、反向高增益积分信号转换电路对正向耦合线圈的输出以及反向耦合线圈的输出进行增益放大取得大小相同、方向相反的测量电压V1和V2，差分/比例复用电路对测量电压V1进行比例放大，放大后的V1经A/D转换器转换成数字信号，再由FIFO通讯至DSP，DSP将该数字信号取得V1的大小，与一阈值电压进行比较，在V1大于或等于阈值电压时，则判断其适合作为输出，在V1小于阈值电压时，开启可控开关，使V2接入差分/比例复用电路，则差分/比例复用电路对V1以及V2进行差分放大，由于V1和V2的方向相反，则其实质是叠加放大取得V3，该V3经过A/D转换器、FIFO通讯至DSP，再由DSP通讯至外部。那么，本实施例通过上述设计方案，可以大幅度扩展行波电流的采集范围。如图2所示，正向高增益积分信号转换电路包括放大器U1，放大器U1的反相输入端通过电阻R1与其输出端耦接，其输出端通过电阻R2接地，正向耦合线圈的两端分别耦接放大器U1的正相输入端和反相输入端。通过上述电路结构设计，V1＝R1*i1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地线融冰行波电流采样装置，其特征在于包括：正向耦合线圈，与地线耦合；反向耦合线圈，与地线耦合；差分/比例复用电路，具有两输入端和一输出端；正向高增益积分信号转换电路，其输入端与正向耦合线圈耦接，输出端通过开关电路与差分/比例复用电路的一输入端耦接；反向高增益积分信号转换电路，其输入端与反向耦合线圈耦接，输出端与差分/比例复用电路的另一输入端耦接；信号处理电路，其输入端与差分/比例复用电路的输出端耦接，输出端耦接开关电路的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种地线融冰行波电流采样装置，其特征在于包括：
正向耦合线圈，与地线耦合；
反向耦合线圈，与地线耦合；
差分/比例复用电路，具有两输入端和一输出端；
正向高增益积分信号转换电路，其输入端与正向耦合线圈耦接，输
出端通过开关电路与差分/比例复用电路的一输入端耦接；
反向高增益积分信号转换电路，其输入端与反向耦合线圈耦接，输
出端与差分/比例复用电路的另一输入端耦接；
信号处理电路，其输入端与差分/比例复用电路的输出端耦接，输出
端耦接开关电路的控制端。
2.根据权利要求1所述的地线融冰行波电流采样装置，其特征在于，
所述信号处理电路包括A/D转换电路和信号处理器，所述A/D转换电路
的输入端与差分/比例复用电路耦接，其输出端耦接信号处理器，所述信
号处理器与开关电路的控制端耦接。
3.根据权利要求2所述的地线融冰行波电流采样装置，其特征在于，
所述信号处理器为DSP，所述DSP通过FIFO与A/D转换器通讯。
4.根据权利要求1所述的地线融冰行波电流采...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐望圣，杨泽明，田应福，李三，张国清，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，武汉三相电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52