本公开属于核电技术领域，具体涉及一种消除零飘的电流采样装置及方法。本公开。本公开通过增加小电流输入回路，在电流传感器的采样电流过小的情况下，通过注入电流的方式，确保电流传感器的采样电压保持一定大小，由此防止电流传感器被外部信号干扰，也确保模数转换器运放等器件，不会工作在失调区域。由此通过增加小电流输入回路，在实测电流小于设定临界值时，注入与被测电流相同频率(或者整数倍频率)的小电流，维持被测电流不低于死区电流。维持被测电流不低于死区电流。维持被测电流不低于死区电流。
【技术实现步骤摘要】
消除零飘的电流采样装置及方法
[0001]本专利技术属于核电
，具体涉及一种消除零飘的电流采样装置及方法。
技术介绍
[0002]当前所有交流电流采样，可采用电流互感器(CT)、霍尔传感器、分流器等方式。这些方式在实际应用中都面临零飘问题：当一次输入值太小，特别是为零时，采样电流会因为外部干扰、温度变化等原因，出现无规律波动，在计量时出现潜动等不利于测量现象。对于电流零飘，目前采样的方法主要有：
[0003]1、设置死区电流。这是目前主流的处理零飘方法，当测量的电流值小于设定值时，系统自动将此时的电流置为0。当输入为零时，该方法可以通过设置合理的死区阈值，防止零飘对测量/计量的影响。因各种小功率、微功率用电设备的不断应用(例如LED照明灯)，该方法无法分辨零飘和小功率用电设备工作状况，导致计量不准情况的发生。
[0004]2、提高采样精度。通过提高硬件配置，比如采用精度更高的运算放大器和ADC器件，将零飘值限制到极低的数值，降低零飘带来的影响。该方法可能大幅提高产品成本，不具备良好的性价比。而且该方法只能减少零飘的发生，无法完全防止零飘现象。
[0005]3、软件补偿方式。通过合理的滤波算法等软件方式，抑制外界干扰、温漂等因素导致的采样值漂移。这种方法受限于系统硬件的计算能力，也无法彻底消除零飘。此外，有些滤波算法可能降低数据的实时性，造成额外的延迟。
[0006]鉴于上述这些情况，亟需消除电流零飘的有效方案。
技术实现思路
[0007]为克服相关技术中存在的问题，提供了一种消除零飘的电流采样装置及方法。
[0008]根据本公开实施例的一方面，提供一种消除零飘的电流采样装置，所述装置包括：电流传感器、模数转换器、注入电流采样器、注入电流发生器和控制器；
[0009]所述电流传感器分别与所述模数转换器和被测电源连接，用于将被测交流电源的电流转换为电流值更小的二次电流，输出至模数转换器采样；
[0010]所述模数转换器与所述控制器连接，用于采样所述电流传感器输出二次电流得到第一电流值，输出至所述控制器；
[0011]所述注入电流发生器分别与所述控制器和所述电流传感器连接，所述控制器在判定获取的第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流，直至判定获取的第一电流值大于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器停止注入电流，所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流与所述二次电流的频率和相位相匹配；
[0012]所述注入电流采样器与所述模数转换器连接，用于将所述注入电流发生器输出的注入电流转换为电压信号，输出至所述模数转换器采样；
[0013]所述模数转换器还用于采样注入电流采样器输出电压信号得到第二电流值，输出
至所述控制器，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，对第一电流值和第二电流值进行矢量计算，以将注入电流值从被测电源的实时测量电流值中消除，得到测量电流值。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，确定二次电流的频率与预设频率之间的频率差值，并判断频率差值是否属于设定差值范围；
[0015]所述控制器在判定频率差值不属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率为预设频率，预设频率为二次电流频率的整数倍；
[0016]所述控制器在判定频率差值属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率和相位与二次电流的频率和相位相同。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述电流传感器包括：铁芯、输出电流线圈和注入电流线圈，所述被测电源的导线从所述铁芯中穿过；
[0018]所述输出电流线圈绕设于所述铁芯上，并与所述模数转换器连接，用于输出二次电流；
[0019]所述注入电流线圈绕设于所述铁芯上，与所述输出电流线圈相分隔，并与所述注入电流发生器连接，用于实现注入电流发生器向所述电流传感器注入电流的功能。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述注入电流发生器为模数转换器或脉冲宽度调制器。
[0021]根据本公开实施例的另一方面，提供一种消除零飘的电流采样方法，所述方法应用于上述的装置中，所述方法包括：
[0022]步骤10，所述控制器在判定获取的第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流，直至判定获取到第一电流值大于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器停止注入电流，所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流与所述二次电流的频率和相位相匹配；
[0023]步骤11，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，对获取的第一电流值和第二电流值进行矢量计算，以将注入电流值从被测电源的实时测量电流值中消除，得到测量电流值。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0025]步骤12，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，确定二次电流的频率与预设频率之间的频率差值，并判断频率差值是否属于设定差值范围；
[0026]步骤13，所述控制器在判定频率差值不属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率为预设频率，预设频率为二次电流频率的整数倍；
[0027]步骤14，所述控制器在判定频率差值属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率和相位与二次电流的频率和相位相同。
[0028]根据本公开实施例的另一方面，提供一种消除零飘的电流采样装置，所述装置应用于如权利要求1至4中任意一项所述的装置中，所述装置包括：
[0029]第一控制模块，用于在判定获取的第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流，直至判定获取到第一电流值大于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器停止注入电流，所述注入电流发生器向所述电流
传感器注入电流与所述二次电流的频率和相位相匹配；
[0030]第一控制模块，用于在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，对获取的第一电流值和第二电流值进行矢量计算，以将注入电流值从被测电源的实时测量电流值中消除，得到测量电流值。
[0031]在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
[0032]第三控制模块，用于在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，确定二次电流的频率与预设频率之间的频率差值，并判断频率差值是否属于设定差值范围；
[0033]第四控制模块，用于在判定频率差值属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率为预设频率；
[0034]第五控制模块，用于在判定频率差值不属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率为二次电流的频率。
[0035]根据本公开实施例的另一方面，提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种消除零飘的电流采样装置，其特征在于，所述装置包括：电流传感器、模数转换器、注入电流采样器、注入电流发生器和控制器；所述电流传感器分别与所述模数转换器和被测电源连接，用于将被测交流电源的电流转换为电流值更小的二次电流，输出至模数转换器采样；所述模数转换器与所述控制器连接，用于采样所述电流传感器输出二次电流得到第一电流值，输出至所述控制器；所述注入电流发生器分别与所述控制器和所述电流传感器连接，所述控制器在判定获取的第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流，直至判定获取的第一电流值大于预设阈值的情况下，控制所述注入电流发生器停止注入电流，所述注入电流发生器向所述电流传感器注入电流与所述二次电流的频率和相位相匹配；所述注入电流采样器与所述模数转换器连接，用于将所述注入电流发生器输出的注入电流转换为电压信号，输出至所述模数转换器采样；所述模数转换器还用于采样注入电流采样器输出电压信号得到第二电流值，输出至所述控制器，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，对第一电流值和第二电流值进行矢量计算，以将注入电流值从被测电源的实时测量电流值中消除，得到测量电流值。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器在判定第一电流值小于或等于预设阈值的情况下，确定二次电流的频率与预设频率之间的频率差值，并判断频率差值是否属于设定差值范围；所述控制器在判定频率差值不属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率为预设频率，预设频率为二次电流频率的整数倍；所述控制器在判定频率差值属于设定差值范围内的情况下，设置所述注入电流发生器的注入电流频率和相位与二次电流的频率和相位相同。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流传感器包括：铁芯、输出电流线圈和注入电流线圈，所述被测电源的导线从所述铁芯中穿过；所述输出电流线圈绕设于所述铁芯上，并与所述模数转换器连接，用于输出二次电流；所述注入电流线圈绕设于所述铁芯上，与所述输出电流线圈相分隔，并与所述注入电流发生器连接，用于实现注入电流发生器向所述电流传感器注入电流的功能。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注入电流发生器为模数转换器或脉冲宽度调制器。5.一种消除零飘的电流采样方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至4中任意一项所述的装置中，所述方法包括：步骤10，所述控制器在判定获...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨琦，查卫华，刘东兵，黄水养，方伟，王学亮，费兴伟，曹祖庭，李平，王瑜，吕思坤，朱涛涛，
申请(专利权)人：秦山核电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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