專利名稱：電流傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種的電流傳感裝置。
背景技術(shù)：
采用高壓并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償是改善功率因數(shù)最常用的方式，該種補(bǔ)償方式具有投資小，有功功率損耗小，運(yùn)行維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。但高壓并聯(lián)電容器是滿載運(yùn)行設(shè)備，額定電流較大，長時(shí)間運(yùn)行后易出現(xiàn)電容元件的老化造成高壓并聯(lián)電容器損壞的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)鼓肚、群爆等嚴(yán)重的設(shè)備事故，給電網(wǎng)安全運(yùn)行造成影響，同時(shí)高壓并聯(lián)電容器還要承受操作過電壓及系統(tǒng)內(nèi)諧波成份的影響，造成設(shè)備缺陷率較高。目前，僅僅只能通過停電檢修等方式對高壓并聯(lián)電容器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，其 它保護(hù)手段僅可保證運(yùn)行中的故障不被擴(kuò)大。國內(nèi)外電網(wǎng)企業(yè)對運(yùn)行的高壓并聯(lián)電容器的檢測方法主要有紅外診斷及電容量測試。紅外測溫診斷無法有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部缺陷。目前對電容量的檢測屬于周期性檢測，檢測周期為3年，無法及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部缺陷。近年來，由于高壓并聯(lián)電容器事故頻發(fā)，對供電可靠性造成了較大威脅，因此高壓并聯(lián)電容器在線監(jiān)測手段的研究越來越受到關(guān)注。國內(nèi)外研究人員在此領(lǐng)域都進(jìn)行了許多研究?？偨Y(jié)各種監(jiān)測技術(shù)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有高壓并聯(lián)電容器監(jiān)測系統(tǒng)一方面實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性不夠。另一方面目前在線監(jiān)測系統(tǒng)一般只是對整組高壓并聯(lián)電容器的某些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，還是不能達(dá)到準(zhǔn)確判斷故障電容器的目的，實(shí)際應(yīng)用比較繁瑣。高壓并聯(lián)電容器在長期運(yùn)行中，由于缺陷、故障較多，而目前電網(wǎng)檢修運(yùn)行方式無法有效實(shí)現(xiàn)提前預(yù)判設(shè)備故障，以致易出現(xiàn)單臺電容器故障擴(kuò)大為整組故障，存在較大的設(shè)備安全運(yùn)行隱患，影響了無功電壓的就地支撐能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種電流傳感裝置，其能夠在線檢測一次導(dǎo)體的電流信號，為單臺一次導(dǎo)體的故障診斷分析提供了可靠的判斷依據(jù)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種電流傳感裝置，包括電流傳感器，用于測量一次導(dǎo)體上的電流信號，其特征在于還包括檢測單元，用于接收所述電流信號，并獲取該電流信號的特征值后輸出。還包括供電單元,所述供電單元包括取能單元和電源模塊；其中，所述取能單元通過所述一次導(dǎo)體上的電流獲取電流并輸出，所述電源模塊用于接收所述取能單元輸出的所述電流，并將所述電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓后提供給所述檢測單元。還包括充放電單元,在所述檢測單元工作時(shí)，為所述檢測單元提供穩(wěn)定的電壓；在所述檢測單元不工作時(shí)，所述電流傳感器為所述充放電單元充電。所述檢測單元包括A/D轉(zhuǎn)換子單元、計(jì)算子單元和通訊子單元；其中，所述A/D轉(zhuǎn)換子單元用于接收所述電流傳感器輸出的所述電流信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出；所述計(jì)算子單元用于接收所述A/D轉(zhuǎn)換子單元輸出的所述數(shù)字信號并進(jìn)行分析計(jì)算，得到所述電流信號的特征值后輸出；所述通訊子單元用于接收所述特征值并輸出。 所述通訊子單元為無線通訊模塊或光纖。所述檢測單元還包括濾波子單元，所述濾波子單元用于對所述電流傳感器或者所述A/D轉(zhuǎn)換子單元輸出的所述信號進(jìn)行濾波。所述電流傳感器套裝或封固于所述一次導(dǎo)體或套裝在穿設(shè)有所述一次導(dǎo)體的高壓套管的根部或頂部。所述一次導(dǎo)體為具有高電位并有電流流過的設(shè)備，所述電流信號的特征值為基波或各次諧波的幅度的有效值、平均值、峰值和頻率中的一個(gè)或一個(gè)以上的組合。
所述電流傳感器為環(huán)形線圈、鉗形線圈、開口式線圈、羅氏線圈和霍爾線圈中的一種。所述充放電單元為可充電電池或電容。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明在電流傳感器測量到單臺一次導(dǎo)體上的電流信號后，通過檢測單元，獲取所述電流信號的特征值，從而連續(xù)監(jiān)測單臺一次導(dǎo)體的運(yùn)行工況，診斷早期缺陷，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，并給出相應(yīng)反措措施，能夠保障整組一次導(dǎo)體的運(yùn)行安全，有效提高電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)效益。


圖I為本發(fā)明所測量的高壓并聯(lián)電容器的實(shí)施例示意圖；圖2為本發(fā)明電流傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明電流傳感裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明電流傳感裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明的測量對象通常是“一次導(dǎo)體”，比如電容器、穿墻套管和變壓器等。這里的“一次導(dǎo)體”指的是具有高電位并有電流流過的設(shè)備，當(dāng)該設(shè)備安裝電流傳感器后，電流傳感器能夠根據(jù)電磁感應(yīng)原理測量出流經(jīng)該設(shè)備的電流信號。下面以高壓并聯(lián)電容器作為測量對象對本發(fā)明進(jìn)行闡述。如圖I所示，圖I中示出的是一組高壓并聯(lián)電容器，該組高壓并聯(lián)電容器由a、b、c三相組成，每一相僅示出一臺電容器C，實(shí)際上，每一相可以由多條支路并聯(lián)組成，而且每條支路可以串聯(lián)N臺電容器，N大于等于I。本發(fā)明的待測的電路信號包括每條支路電容器C的電流信號i (下文均簡稱為“電容器C的電流信號i”)和每條支路電容器C的兩端的電壓信號u (下文均簡稱為“電容器C的端電壓信號u”)，還可以包括每組電容器C的不平衡電壓信號AU(下文均簡稱為“電容器C的不平衡電壓信號AU”)和每條支路中每臺電容器C的溫度信號T (下文均簡稱為“電容器C的溫度信號T”)。如圖2-3所示，本發(fā)明用于測量電容器C的電流信號i，包括電流傳感器I和檢測單元2，本實(shí)施例中，電流傳感器I采用的是一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，如環(huán)形線圈，環(huán)形線圈套裝或封固于電容器C或穿設(shè)在電容器C的高壓套管的根部或頂部。該電流信號i通過流經(jīng)電容器C的電流I而感應(yīng)獲得，電流信號i指的是某一個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的電流信號。與其他的電流傳感器相比，環(huán)形結(jié)構(gòu)更容易取得較高精度的信號，電流傳感器I可以采用鉗形線圈、開口式線圈、羅氏線圈和霍爾線圈中的任一一種，但不限于此。本實(shí)施例中，可以采用內(nèi)置電池作為供電單元為檢測單元2供電，也可以包括取能單元3和電源模塊4。下面通過一個(gè)具體的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述取能單元3和電源模塊4在本發(fā)明中所起到的作用和功能。如圖4所示，上述“取能”指的是通過電磁感應(yīng)的原理從電容器C感應(yīng)獲取電流。取能單元3采用的也是環(huán)形結(jié)構(gòu)，比如取能線圈，這種環(huán)形結(jié)構(gòu)比較容易實(shí)現(xiàn)，但是方形、矩形、橢圓、甚至開口的結(jié)構(gòu)也是可以實(shí)現(xiàn)的。取能單元3套裝或封固于電容器C或穿設(shè)于電容器C的高壓套管的根部或頂部，通過流經(jīng)電容器C的電流感應(yīng)獲取電流源，輸出給電源模塊4。由于取能單元3與電流傳感器I的形狀以及放置位置相同，因此可以將取能單元3和電流傳感器I放置在同一個(gè)環(huán)形外殼內(nèi)。電源模塊4可以從市面進(jìn)行購置，比如型號為LPK2-P的電源模塊，其主要作用是將取能單元3輸送的電流源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓源，然后 提供給檢測單元2。與電池相比，采用取能單元3和電源模塊4的組合好處在于取能單元3和電源模塊4的組合能夠延長使用壽命，而避免了電池需要經(jīng)常更換的缺陷。上述實(shí)施例中，還可以采用充放電單元5作為供電單元為檢測單元2供電，充放電單元5可以是可充電電池或電容，這樣，在檢測單元2工作時(shí)，充放電單元5可以為檢測單元2提供穩(wěn)定的電壓源，而在檢測單元2不工作時(shí)，由電流傳感器I為充放電單元5充電。如圖3、圖4所示，檢測單元2用于接收電流傳感器I采集到的電流信號i后，獲取電流信號i的特征值后輸出。檢測單元2包括A/D轉(zhuǎn)換子單元21、計(jì)算子單元22和通訊子單元23，其中，A/D轉(zhuǎn)換子單元21用于接收電流傳感器I輸出的電流信號i，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)電流信號i的數(shù)字信號后再輸出。計(jì)算子單元22用于接收A/D轉(zhuǎn)換子單元21輸出的數(shù)字信號，并將數(shù)字信號進(jìn)行分析計(jì)算，如傅里葉變換，得到電流信號i的特征值，該特征值指基波或各次諧波的幅度的有效值、平均值、峰值和頻率中的一個(gè)或一個(gè)以上的組合。各次諧波指三次諧波或五次諧波或七次諧波等。電流信號i的特征值通過通訊子單元23進(jìn)行輸出。本實(shí)施例中，通訊子單元23可以采用無線通訊模塊，也可以采用光纖，進(jìn)行信號傳輸。檢測單元2還可以包括濾波子單元24，其用于對電流傳感器I或者A/D轉(zhuǎn)換子單元21輸出的信號進(jìn)行濾波處理，以濾掉除了想要的特征值以外的信號值。值得注意的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非因此限定本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明還可以對上述各種零部件的構(gòu)造進(jìn)行材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，或者是采用技術(shù)等同物進(jìn)行替換。故凡運(yùn)用本發(fā)明的說明書及圖示內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，或直接或間接運(yùn)用于其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域均同理皆包含于本發(fā)明所涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電流傳感裝置，包括電流傳感器，用于測量一次導(dǎo)體上的電流信號，其特征在于還包括檢測單元，用于接收所述電流信號，并獲取該電流信號的特征值后輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置,其特征在于還包括供電單元，所述供電單元包括取能單元和電源模塊；其中，所述取能單元通過所述一次導(dǎo)體上的電流獲取電流并輸出，所述電源模塊用于接收所述取能單元輸出的所述電流，并將所述電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓后提供給所述檢測單元。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于還包括充放電單元，在所述檢測單元工作時(shí)，為所述檢測單元提供穩(wěn)定的電壓；在所述檢測單元不工作時(shí)，所述電流傳感器為所述充放電單元充電。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述檢測單元包括A/D轉(zhuǎn)換子單元、計(jì)算子單元和通訊子單元；其中，所述A/D轉(zhuǎn)換子單元用于接收所述電流傳感器輸出的所述電流信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出；所述計(jì)算子單元用于接收所述A/D轉(zhuǎn)換子單元輸出的所述數(shù)字信號并進(jìn)行分析計(jì)算，得到所述電流信號的特征值后輸出；所述通訊子單元用于接收所述特征值并輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述通訊子單元為無線通訊模塊或光纖。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述檢測單元還包括濾波子單元，所述濾波子單元用于對所述電流傳感器或者所述A/D轉(zhuǎn)換子單元輸出的所述信號進(jìn)行濾波。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述電流傳感器套裝或封固于所述一次導(dǎo)體或套裝在穿設(shè)有所述一次導(dǎo)體的高壓套管的根部或頂部。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述一次導(dǎo)體為具有高電位并有電流流過的設(shè)備，所述電流信號的特征值為基波或各次諧波的幅度的有效值、平均值、峰值和頻率中的一個(gè)或一個(gè)以上的組合。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述電流傳感器為環(huán)形線圈、鉗形線圈、開口式線圈、羅氏線圈和霍爾線圈中的一種。
10.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述充放電單元為可充電電池或電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電流傳感裝置，包括電流傳感器，用于測量一次導(dǎo)體上的電流信號，其特征在于還包括檢測單元，用于接收所述電流信號，并獲取該電流信號的特征值后輸出。本發(fā)明能夠在線檢測一次導(dǎo)體的電流信號，為單臺一次導(dǎo)體的故障診斷分析提供了可靠的判斷依據(jù)。
文檔編號G01R19/25GK102707129SQ201210118920
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者盧義京, 吳超, 孫紅華, 張建軍, 李良杰, 楊山嶺, 梁東, 牛冠清, 王志龍, 甘景福, 秦淑云, 穆勇, 袁燕嶺, 賈曉靜, 高豐, 高俊福 申請人:北京諾德威電力技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司, 華北電網(wǎng)有限公司唐山供電公司