一種高電位電流實(shí)時檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種高電位電流實(shí)時檢測裝置，包括高電位取能電路、電源模塊、電流傳感器、信號調(diào)理電路、編碼與解碼數(shù)字電路以及光電信號轉(zhuǎn)換器，高電位取能電路直接從檢測點(diǎn)附近的高電位獲取交流電能，轉(zhuǎn)換為低壓交流電后，傳遞給電源模塊；電源模塊將交流電能整流并濾波，輸出直流電能供給電流傳感器；電流傳感器將信號傳遞給信號調(diào)理電路，由其輸出整形后的電流信號；編碼與解碼數(shù)字電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行編碼，經(jīng)過編碼的信號通過光電信號轉(zhuǎn)換器后再傳遞遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，能使檢測的電流信息抗干擾性強(qiáng)、實(shí)時性好且精度高，并保證了高低壓實(shí)現(xiàn)真正隔離、提高了高壓設(shè)備使用安全性。
【專利說明】—種高電位電流實(shí)時檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到高壓系統(tǒng)中變流器的狀態(tài)檢測領(lǐng)域，特指一種高電位電流實(shí)時檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用于高壓系統(tǒng)中變流器的電流檢測裝置主要采用以下兩種方式:
[0003]一是利用電流互感器測量后，通過二次電纜直接將模擬信號傳送給變流器控制系統(tǒng)。該方式的缺點(diǎn)是模擬信號經(jīng)過較長的二次電纜傳遞容易被外部電磁環(huán)境干擾，使得整個控制系統(tǒng)的電磁兼容性下降；同時，由于二次電纜由于考慮到絕緣在變流器內(nèi)部布置設(shè)計(jì)困難，僅通過流互隔離，在高電壓應(yīng)用場合不能實(shí)現(xiàn)有效的高低壓隔離，存在一定的安全隱患。
[0004]電流互感器具有較好的絕緣性能，能直接將高壓電流信號通過低壓電纜傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。然而，對于需要控制精度要求比較高的應(yīng)用場合，電流互感器則無法勝任。
[0005]二是利用電流互感器測量后，通過無線電信號將數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程接收裝置，取能采用高位取能。但是該方式存在傳輸數(shù)據(jù)速度慢，而且無線電方式容易受到周圍電磁環(huán)境的影響，對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性得不到保證。
[0006]對于高壓電力電子裝置(如35kV SVG和APF等)，需要實(shí)時采集電流信號，電流互感器無法滿足控制精度的要求，而電流傳感器由于絕緣不夠而無法直接使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、可以使檢測的電流信息抗干擾性強(qiáng)、實(shí)時性好且精度高、同時保證高低壓實(shí)現(xiàn)真正隔離、提高高壓設(shè)備使用安全性的高電位電流實(shí)時檢測裝置，且有效解決了電流傳感器在高壓系統(tǒng)應(yīng)用絕緣不夠的難題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種高電位電流實(shí)時檢測裝置，包括高電位取能電路、電源模塊、電流傳感器、信號調(diào)理電路、編碼與解碼數(shù)字電路以及光電信號轉(zhuǎn)換器，所述高電位取能電路直接從檢測點(diǎn)附近的高電位獲取交流電能，轉(zhuǎn)換為低壓交流電后，將電能傳遞給電源模塊；所述電源模塊將交流電能整流并濾波，輸出高質(zhì)量的直流電能供給電流傳感器；所述電流傳感器將檢測到的信號傳遞給信號調(diào)理電路，所述信號調(diào)理電路輸出整形后的電流信號；所述編碼與解碼數(shù)字電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行編碼，經(jīng)過編碼的信號通過光電信號轉(zhuǎn)換器后再傳遞遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):
[0011]所述遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)送控制信號對編碼與解碼數(shù)字電路進(jìn)行工作模式的切換。
[0012]所述高電位取能電路、電流傳感器和信號調(diào)理電路均處于同一高電位，并與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)之間通過光纖連接。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]1、本發(fā)明的抗干擾能力強(qiáng)，光纖通訊保障檢測信號在高強(qiáng)度電磁環(huán)境下的準(zhǔn)確和穩(wěn)定工作。
[0015]2、本發(fā)明通過光纖通訊實(shí)現(xiàn)檢測信號在高低壓間電氣隔離，可以避免控制系統(tǒng)與高電位存在電氣聯(lián)系。
[0016]3、本發(fā)明通過高電位取能實(shí)現(xiàn)檢測裝置的獨(dú)立于低壓二次系統(tǒng)供電，保證了本發(fā)明能獨(dú)立與低壓系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)真正的高低壓電位隔離。
[0017]4、本發(fā)明采用電流傳感器，檢測精度更高。
[0018]5、本發(fā)明采用可編程邏輯門陣列FPGA或者CPLD對檢測信號進(jìn)行信號處理、數(shù)字編碼和解碼，計(jì)算速度快，運(yùn)行穩(wěn)定，使檢測信號與接收裝置對應(yīng)，安全性高。
[0019]6、本發(fā)明所采用的光纖不受絕緣距離的影響，安裝方便，布線約束少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明方法的控制原理示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明在鏈?zhǔn)阶兞髌餮b置系統(tǒng)應(yīng)用時的電氣原理圖。
[0022]圖例說明:
[0023]1、高電位取能電路；2、電源模塊；3、電流傳感器；4、信號調(diào)理電路；5、編碼與解碼數(shù)字電路；6、光電信號轉(zhuǎn)換器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的高電位電流實(shí)時檢測裝置，包括高電位取能電路1、電源模塊2、電流傳感器3、信號調(diào)理電路4、編碼與解碼數(shù)字電路5以及光電信號轉(zhuǎn)換器6，該高電位取能電路I直接從檢測點(diǎn)附近的高電位獲取交流電能，轉(zhuǎn)換為低壓交流電后，將電能傳遞給電源模塊2 ；電源模塊2將交流電能整流并濾波，輸出高質(zhì)量的直流電能供給數(shù)據(jù)處理中心(圖中未示)及電流傳感器3 ;電流傳感器3將檢測到的信號傳遞給信號調(diào)理電路4，信號調(diào)理電路4輸出整形后的電流信號；編碼與解碼數(shù)字電路5將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行編碼，經(jīng)過編碼的信號通過光電信號轉(zhuǎn)換器6后再傳遞遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)也可以發(fā)送控制信號對編碼與解碼數(shù)字電路5進(jìn)行工作模式的切換。
[0026]本發(fā)明的高電位取能的電流實(shí)時檢測裝置，通過高位取能和光纖通訊避免了高電位電能侵入二次低壓側(cè)所產(chǎn)生的危害，使得設(shè)備使用更加安全，同時采用光纖通訊可以有效避免電磁環(huán)境惡劣對電流傳輸信號的干擾，通過可編程邏輯門陣列FPGA或復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)行編碼解碼，提高處理速度和數(shù)據(jù)安全也得到了保證，特別適用于高壓變流器的電流采樣。
[0027]本實(shí)施例中，高電位取能電路1、電流傳感器3和信號調(diào)理電路4均處于同一高電位，并與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)之間通過光纖連接。信號調(diào)理電路4采用高電位取能，不需要外部提供二次電源。
[0028]本實(shí)施例中，對從電流傳感器3采集到的電流信號進(jìn)行數(shù)字化處理，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)直接接受數(shù)字信號，不用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)本身來進(jìn)行信號處理。本發(fā)明中對控制器發(fā)出的控制監(jiān)測裝置的指令采用FPGA或CPLD的工作方式。
[0029]如圖2所示，為本發(fā)明在鏈?zhǔn)阶兞髌餮b置系統(tǒng)應(yīng)用的電氣原理圖，圖中I為變流器，圖中II處為本發(fā)明的檢測裝置，其安裝于與普通流互一樣，所不同的是本發(fā)明通過光纖輸出檢測的電流信號。
[0030]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高電位電流實(shí)時檢測裝置，其特征在于，包括高電位取能電路(I)、電源模塊(2)、電流傳感器(3)、信號調(diào)理電路(4)、編碼與解碼數(shù)字電路(5)以及光電信號轉(zhuǎn)換器(6)，所述高電位取能電路(I)直接從檢測點(diǎn)附近的高電位獲取交流電能，轉(zhuǎn)換為低壓交流電后，將電能傳遞給電源模塊(2 );所述電源模塊(2 )將交流電能整流并濾波，輸出高質(zhì)量的直流電能供給電流傳感器(3);所述電流傳感器(3)將檢測到的信號傳遞給信號調(diào)理電路(4)，所述信號調(diào)理電路(4)輸出整形后的電流信號；所述編碼與解碼數(shù)字電路(5)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并進(jìn)行編碼，經(jīng)過編碼的信號通過光電信號轉(zhuǎn)換器(6)后再傳遞遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電位電流實(shí)時檢測裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)送控制信號對編碼與解碼數(shù)字電路(5)進(jìn)行工作模式的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電位電流實(shí)時檢測裝置，其特征在于，所述高電位取能電路(I)、電流傳感器(3)和信號調(diào)理電路(4)均處于同一高電位，并與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)之間通過光纖連接。
【文檔編號】G01R19/25GK103543320SQ201310438043
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】周方圓, 黃燕艷, 羅仁俊, 蔡蔚, 胡前, 邱文俊, 曹洋, 龍禮蘭, 吳強(qiáng), 涂紹平, 徐振, 文韜, 吳選保, 張敏, 張典 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司