一种测量高压电流的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量高压电流的装置及其方法，该装置包括高压部分和地面接收部分，高压部分包括信号采集、中央处理控制模块，信号采集、中央处理控制模块连接载流电阻和光电转换电路；地面接收部分包括数据处理、协议转换模块，数据处理、协议转换模块连接光电转换电路和信号输出接口。本发明专利技术使用电子电路对载流电阻两端的压降进行采样、分析、模拟，再进行数字转换、调制、加密、光电转换，经光纤或光缆传致地面接收部分；地面接收部分进行数据处理，将信号传递给控制计算机。另分劈出数字信号进行数字模拟转换，传递给传统的模拟类设备。本发明专利技术具有结构简单、精度高、量程宽、体积小、重量轻、安全可靠、使用寿命长、安装维护简便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DECS数字式电子电流传感器、测量系统，特别涉及一种测量高压电流的装 置及其方法。技术背景现有的主流电流互感器主要应用电磁感应原理，属于特殊变压器的一种。主要由线圈、 铁心、外壳、引线和绝缘构件组成。通过不同匝数比的线圈组，将大电流转换为可测量的电 流(<5A)。由于变压器(电机)的工作特性所决定，存在测量范围窄、量程内误差非线性分 布、不能测量故障信号、体积与重量庞大(以220kv级1250A电流互感器互感器为例，体积 850*650*3580mm，总重约1200kg，其中变压器油重约350kg)等缺点，特别是对地绝缘处 理困难，导致使用、维护复杂、寿命短、原材料消耗巨大，同时也使电力行业的重要火灾隐 患。另外，现有的主流电流互感器只是电流测量系统中转换装置，需要其他的仪表和设备与 之配套才能形成电流测量功能，自身只是系统中的一个部件。新近开发出的应用"偏振光在电场中产生相位变化"原理的"无源光电式电流互感器"。由 于偏振光学晶体加工难度大，导致量产时产品的一致性差、调校技术复杂，精度与电磁式互 感器相比没有改观，价格昂贵。"Rogowski空心线圈原理"电流互感器。Rogowski空心线圈原理提出伊始就是为了开发 电流互感器，但由于电压信号动态范围大、功率小、稳定性差，故未广泛应用。由于技术进 步，可对信号进行动态补偿，但全系统的精度和可靠性受原始信号影响大，差强人意。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、精度高、量程宽、体 积小、重量轻、安全可靠、使用寿命长、安装维护简便的测量高压电流的装置。 本专利技术还提供了一种利用上述测量装置测量高压电流的方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是 一种测量高压电流的装置，该装置包括 高压部分和地面接收部分，所述的高压部分通过专用光缆连接地面接收部分，所述地面接收 部分将信号通过电缆传输给监控系统；所述的高压部分包括高压线上的传感器部分，所述的 传感器部分包括信号采集、中央处理控模块路，所述的信号采集、中央处理控制模块连接有载流电阻和光电转换电路；所述的地面接收部分包括数据处理、协议转换模块，所述的数据 处理、协议转换模块连接有光电转换模块和信号输出接口 。所述的信号采集、中央处理控制模块连接有电源管理模块，所述的数据处理、协议转换 模块与电源管理电路连接。所述的载流电阻串联在被测电路中。所述的中央处理控制模包括转换单元，用于接收信号采集电路模块发送的模拟电压信号，将模拟电压信号转换为数 字电压信号，并发送数字电压信号；封包单元，用于接收转换单元发送的数字电压信号，并将数字电压信号组成数字电压数 据包，发送数字电压数据包；数字加密单元，用于接收封包单元发送的数字电压数据包，并对数字电压数据包进行 4B5B编码，发送经过4B5B编码的数字电压数据包。所述的载流电阻采用空心结构。所述的信号采集、中央处理控制模块、光电转换电路、电源管理模块设置在所述载流电 阻的空心结构内。本专利技术还提供了一种测量高压电流的方法，包括以下的步骤 步骤11:采集高压传输线上的载流电阻两端的模拟电压信号； 步骤12:对模拟电压信号进行数字化处理，得到数字电压信号；步骤13:将数字电压信号组成数字电压数据包，并对数字电压数据包进行数字加密；步骤14:将经过数字加密的电压数据包承载到光信号中，并发送光信号。步骤15:接收到步骤14传下的光信号后，进行光电转换，发送至数字处理、协议转换模块；步骤16:数字处理、协议转换模块将下传信号进行解密、IP识别、数据包解压縮、信号 还原、信号处理、信号分劈，将各类信号分发致输出接口，输出。 本专利技术的有益效果可概括为O在朴素的理论上创新。电流流经电阻产生压降原理、导体内部电场、磁场为零原理是 经典的电学基础原理。电流流经电阻产生压降值在大电流环境中，由于干扰严重，被测信号 淹没在背景噪声中，难于测量。加之其他方面的技术原因，以上两原理在国内外的同行业中 的大电流测量方面没有应用案例。本专利技术将以上两原理同时应用于大电流的测量和电磁环境 的净化，同时开发、应用了UV直接测量技术、数字加密抗干扰技术以及微电子技术、光传输技术等。2) 测量精度高，参数多，量程宽，直接采用数字化技术。除可测量传统电流互感器测量 的电流参数外，系统还可以检测波形、频率、装置内温度参数，还可进行温度系数整定。精 度较传统设备提高一个数量级。单一规格量程可涵盖目前所有同类产品。也可使电力部门在 电能计量方面更精确、更合理、更公平，提高电力部门的管理和经营水平。3) 结构简单、体积小、重量轻、安全可靠、安装维护简便、使用寿命长。与传统设备相 比较，由于体积、重量大幅度减小。其中线上部分的传感器整机与传统的电流互感器相比， 重量由吨级减至十千克级(其中绝大部分重量是为了满足电流通过所需得导体重量)。线下部 分的终端设备与传统的互感器配套的仪表和设备相比，由立方米级的空间占用减小到 480*45*300mm (为便于安装和布置，采用19英寸1U标准插箱，即标准机柜插箱的最小规 格)。大量节省了原材料，省去了安装过程中的起吊作业；由于采用干式结构，省去了体积庞 大的陶体绝缘体和变压器油，安全可靠，大幅度减少了日常巡视的工作量，杜绝了由互感器 引起的火灾；由于本身自成系统，省去了与传统互感器配套使用的仪表和其他配套设备4) 由于体积、重量的大幅度縮小和本身的结构特点，大幅度的减少了钢材、有色金属的 材料消耗，省去了加工困难、制造时对环境污染大的陶瓷绝缘塔和绝缘油料，全系统中除电 子元器件和线路板外，绝大部分材料可以方便的回收再利用或在自然环境中毁灭、分解。在 节能降耗、减轻环境污染压力、可持续发展等方面性能优异。因此本专利技术具有系统创新、结构简单、精度高、量程宽、体积小、重量轻、安全可靠、 使用寿命长、安装维护简便、节能环保的优点。 附图说明图1是本专利技术测量高压电流的装置示意图2是本专利技术测量高压电流的装置高压部分的安装示意图3是本专利技术测量高压电流方法的流程图。图中l高压部分，101光电转换电路，102信号采集、中央处理控制模块，1021中央处理控制模块，1022信号采集模块，103载流电阻，104电源管理模块，105备用电池，106供 电线路，2地面接收部分，201数据处理、协议转换模块，202光电转换模块，203信号输出 接口， 204电源管理电路，205显示、打印、键盘、鼠标接口。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限定。参见图1， 一种测量高压电流的装置，包括高压部分1和地面接收部分2，高压部分1通过专用光缆连接地面接收部分2，地面接收部分2将信号通过电缆传输给监控系统；所述的 高压部分1包括高压线上的传感器部分，传感器部分固定在高压线或母线、开关等设备上； 传感器部分包括信号采集、中央处理控制模块102，信号采集、中央处理控制模块102连接 有载流电阻103、光电转换电路IOI、电源管理模块104，载流电阻103串联在被测电路中； 地面接收部分2包括数据处理、协议转换模块201，数据处理、协议转换模块201连接有光 电转换模块202和信号输出接口 203、电源管理电路204，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量高压电流的装置，其特征在于：该装置包括高压部分和地面接收部分，所述的高压部分通过专用光缆连接地面接收部分，所述地面接收部分将信号通过电缆传输给监控系统；所述的高压部分包括高压线上的传感器部分，所述的传感器部分包括信号采集、中央处理控模块路，所述的信号采集、中央处理控制模块连接有载流电阻和光电转换电路；所述的地面接收部分包括数据处理、协议转换模块，所述的数据处理、协议转换模块连接有光电转换模块和信号输出接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明义，董震，潘新愿，王平，
申请(专利权)人：董震，潘新愿，
类型：发明
国别省市：12[]