一种电流分段采样系统技术方案

本申请实施例公开了一种电流分段采样系统，包括：电流互感器、第一运放器、第二运放器和模数转换器；所述电流互感器用于获取中性点电流的互感电流；所述第一运放器的输入端与电流互感器连接，第一运放器的输出端与模数转换器的第一通道连接，用于通过第一通道获取第一分段电流采样结果；所述第二运放器的输入端与第一运放器连接，第二运放器的输出端与模数转换器的第二通道连接，用于通过第二通道获取第二分段电流采样结果；其中，第一分段电流采样结果在第一分段内采样精度符合预设标准；第二分段电流采样结果在第二分段内采样精度符合预设标准；第一分段与第二分段的分界值为预先设定的。执行本方案，兼顾了对中性点电流的采样精度和采样范围。样精度和采样范围。样精度和采样范围。

【技术实现步骤摘要】
一种电流分段采样系统


[0001]本申请实施例涉及电子电路
，尤其涉及一种电流分段采样系统。

技术介绍

[0002]在电力消弧产品中，中性点经消弧线圈接地，其对地电位在电力系统正常运行时为零或接近于零，中性点电流很小，约为5mA或10mA；当发生接地故障时，中性点电压升高到6kV，中性点电流升高到1A或5A左右，小于中性点直接接地电流。通过对中性点电流进行采样，可以根据采样结果对接地故障进行判断。为了能够准确判断是否发生接地故障，要求在中性点电流小于0.05A时(也称小信号电流)，对中性点电流幅值的采样误差能够小于0.1％。
[0003]现有技术中，有采用在电流互感器后端进行直接采样的方法，然而这种方法只能满足一般的精度要求，无法达到对小信号电流进行采样的精度要求；现有技术中，还有采用在电流互感器后端接入一个运放器进行采样的方法，虽然采样精度可以得到提高，然而这种方法无法同时兼顾对中性点电流的采样精度和宽采样范围。
[0004]因此，针对现有技术当中的不足，亟待提出一种既能满足对中性点电流的采样精度，又能满足对中性点电流进行宽范围采样的电流分段采样系统。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种电流分段采样系统，以实现对中性点电流的分段采样，在保证对中性点电流进行宽采样的同时，提高对中性点电流的采样精度。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种电流分段采样系统，该系统包括：电流互感器、第一运放器、第二运放器和模数转换器；
[0007]所述电流互感器用于获取中性点电流的互感电流；
[0008]所述第一运放器的输入端与所述电流互感器连接，所述第一运放器的输出端与模数转换器的第一通道连接，用于通过所述第一通道获取第一分段电流采样结果；
[0009]所述第二运放器的输入端与所述第一运放器连接，所述第二运放器的输出端与模数转换器的第二通道连接，用于通过所述第二通道获取第二分段电流采样结果；
[0010]其中，第一分段电流采样结果在第一分段内采样精度符合预设标准；第二分段电流采样结果在第二分段内采样精度符合预设标准；第一分段与第二分段的分界值为预先设定的。
[0011]本申请实施例所提供的技术方案，所述电流分段采样系统包括电流互感器、第一运放器、第二运放器和模数转换器；所述电流互感器用于获取中性点电流的互感电流；所述第一运放器的输入端与所述电流互感器连接，所述第一运放器的输出端与模数转换器的第一通道连接，用于通过所述第一通道获取第一分段电流采样结果；所述第二运放器的输入端与所述第一运放器连接，所述第二运放器的输出端与模数转换器的第二通道连接，用于通过所述第二通道获取第二分段电流采样结果；其中，第一分段电流采样结果在第一分段
内采样精度符合预设标准；第二分段电流采样结果在第二分段内采样精度符合预设标准；第一分段与第二分段的分界值为预先设定的；本申请所提供的技术方案，将采样后的较小信号经第二运放器进行二次放大后输入给模数转换器进行采样，实现了对中性点电流的分段采样，在保证对中性点电流进行宽采样的同时，提高了对中性点电流的采样精度。
附图说明
[0012]图1是本申请实施例一提供的一种电流分段采样系统的示意图；
[0013]图2是本申请实施例二提供的一种电流分段采样系统的示意图；
[0014]图3是本申请实施例三提供的一种电流分段采样系统的示意图；
[0015]图4是本申请实施例三提供的一种量程检测模块的示意图；
[0016]图5是本申请实施例三提供的一种温度检测模块的示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
[0018]实施例一
[0019]图1为本申请实施例一提供的一种电流分段采样系统的结构示意图。本申请实施例可适用于对中性点电流进行采样的情况。
[0020]具体地，如图1所示，所述电流分段采样系统包括电流互感器110、第一运放器120、第二运放器130和模数转换器140；
[0021]所述电流互感器110用于获取中性点电流的互感电流；
[0022]所述第一运放器120的输入端与所述电流互感器连接，所述第一运放器的输出端与模数转换器140的第一通道连接，用于通过所述第一通道获取第一分段电流采样结果；
[0023]所述第二运放器130的输入端与所述第一运放器连接，所述第二运放器的输出端与模数转换器140的第二通道连接，用于通过所述第二通道获取第二分段电流采样结果；
[0024]其中，第一分段电流采样结果在第一分段内采样精度符合预设标准；第二分段电流采样结果在第二分段内采样精度符合预设标准；第一分段与第二分段的分界值为预先设定的。
[0025]本实施例中，中性点又称“零点”，是指三相或多相交流系统中星形接线的公共点。按运行需要，它有接地或不接地等工作方式。在中性点不接地系统中，当线路较长，线路对地电容较大，或电源电压较高，单相接地时流过接地点的电流可能较大，当电流超过规定值时(一般认为35～60kV超过10A；10kV超过20A；3～6kV超过30A)就会在接地点产生电弧，从而引起弧光过电压；若采用经消弧线圈接地，可以在发生单相接地时，由于中性点电感电流与接地电容电流相位相反，流过接地点的总电流为二者数值之差，适当选择消弧线圈的电感值就可以使流过接地点的电流小于规定值，从而使故障处不会出现电弧，避免了电弧引起的弧光过电压对电气设备和线路绝缘的威胁。
[0026]中性点电流是指从中性点引出的导线上的电流。通过对中性点电流进行采样，可以根据采样结果对接地故障进行判断。为了能够准确判断是否发生接地故障，要求在中性
点电流小于0.05A时(也称小信号电流)，对中性点电流幅值的采样误差能够小于0.1％。
[0027]电流互感器110是指依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。通常，可以在中性点的导线上设置电流互感器，通过电流互感器，可以将大的中性点电流转化为小的互感电流，以便于对中性点电流进行采样，如模数转换器一般对输入信号有一定的范围要求，最大输入电压为
±
10V或
±
5V；并且电流互感器还可以对后面的电流采样电路起到隔离保护的作用。
[0028]可选地，为了保证从电流互感器中获取到的互感电流的准确性，如从电流互感器副边输出的电流信号满足0.1％的精度要求，可以选用高精度的电流互感器，如选用高精度电流互感器HCT226HJZ
‑
2，其相关的参数包括变比为5A：2.5mA，精度为0.1％，线性度为0.05％，具有较高的隔离耐压性。
[0029]第一运放器120是指通过第一运放器电路中的采样电阻，对输入到第一运放器的输入信号进行采样的运算放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流分段采样系统，其特征在于，包括：电流互感器、第一运放器、第二运放器和模数转换器；所述电流互感器用于获取中性点电流的互感电流；所述第一运放器的输入端与所述电流互感器连接，所述第一运放器的输出端与模数转换器的第一通道连接，用于通过所述第一通道获取第一分段电流采样结果；所述第二运放器的输入端与所述第一运放器连接，所述第二运放器的输出端与模数转换器的第二通道连接，用于通过所述第二通道获取第二分段电流采样结果；其中，第一分段电流采样结果在第一分段内采样精度符合预设标准；第二分段电流采样结果在第二分段内采样精度符合预设标准；第一分段与第二分段的分界值为预先设定的。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分界值基于第一运放器对中性点电流进行全分段采样的第一结果，以及第二运放器对中性点电流进行全分段采样的第二结果，由所述第一结果和第二结果中采样精度相等时对应的中性点电流确定。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，若所述第一通道输出的电流值大于所述分界值，则将所述电流值作为对中性点电流进行采样的第一分段电流采样结果；若所述第二通道输出的电流值小于所述分界值，则将所述电流值作为对中性点电流进行采样的第二分段电流采样结果。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模数转换器采用16位的模数转换器。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电压校准模块，所述电压校准模块用于在对中性点电流进行采样之前，采用预设的预设补偿方法对各运放器的失调电压进行校准。6.根据权利要求1所述的系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓艳茹，许伟泉，沙晶，乔建光，董彦杰，
申请(专利权)人：上海思源弘瑞自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：