專利名稱：變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變流器，該變流器用于測(cè)量例如在電力系統(tǒng)的電路中傳輸?shù)慕蛔冸娏鳎绕渖婕捌湓诹_可夫斯基(Rogowski)線圈中的使用。
背景技術(shù)：
通常，在多種情況下可以使用穿透型變流器來(lái)測(cè)量在電力配電設(shè)備和變電所主電路設(shè)備等中傳輸?shù)慕蛔冸娏?。在傳統(tǒng)的穿透型變流器中，次級(jí)繞組被纏繞在環(huán)型線圈架上，該環(huán)型線圈架是一個(gè)芯體，其中傳輸初級(jí)電流的導(dǎo)體貫穿該芯體的中心開(kāi)口。鐵芯或非鐵磁性材料用作該穿透型變流器的芯體。在這些變流器中，采用非鐵磁性材料的變流器被稱為空心線圈型變流器或羅可夫斯基線圈，其能夠獲得優(yōu)良的線性特性而不會(huì)飽和。
圖11表示普通的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)。圖中所示的羅可夫斯基線圈1由導(dǎo)體(conductor)繞組2組成，該導(dǎo)體繞組2在非鐵磁性材料制作的芯體6的周邊上從P點(diǎn)纏繞到Q點(diǎn)，然后一導(dǎo)線(wire)(回流電路線)3以與繞組2沿芯體6纏繞的方向相反的方向從Q點(diǎn)返回到R點(diǎn)?；亓麟娐肪€3通常在芯體6和繞組2之間返回。而且，配電裝置或變電所裝置的主電路的導(dǎo)體5貫穿芯體6的開(kāi)口6a。
在這種情況下，產(chǎn)生的電壓正比于初級(jí)電流的時(shí)間變化量，所述初級(jí)電流在繞組2的兩個(gè)終端4，4和回流電路線3之間的導(dǎo)體5內(nèi)流動(dòng)。因此，上述初級(jí)電流能夠通過(guò)對(duì)所述電壓進(jìn)行積分并乘以由線圈的形式所確定的一個(gè)常數(shù)來(lái)測(cè)定。對(duì)于理想的羅可夫斯基線圈，兩終端4，4之間的電壓不受芯體6和導(dǎo)體5的中心點(diǎn)的間隙的影響，也不受羅可夫斯基線圈1之外磁場(chǎng)的影響。理想的羅可夫斯基線圈滿足下列條件(a)繞組2的纏繞間隔(間距)為常數(shù)；(b)繞組2包圍的面積等于回流電路線3包圍的面積；(c)芯體6的橫截面面積在整個(gè)圓周上是固定的，并且不受溫度的影響；(d)繞組2完全纏繞在芯體6的整個(gè)圓周上而沒(méi)有任何遺漏的部分。
然而，當(dāng)制造如圖11所示的羅可夫斯基線圈1時(shí)，技術(shù)上很難滿足上述條件(a)，也就是說(shuō)，把繞組2纏繞到芯體6上的同時(shí)保持纏繞間距不變?cè)诩夹g(shù)上是困難的。盡管通過(guò)在芯體6上制備用于固定繞組2位置的槽或凸出物能夠維持固定的纏繞間距，但是該制備需要特殊的芯體和繞線機(jī)，因而增加了羅可夫斯基線圈的價(jià)格，從而使其變得非常昂貴。
日本公開(kāi)專利No.平6-176947公開(kāi)了解決這一問(wèn)題的一種方法，該專利是美國(guó)專利No.5,414,400的同族專利。圖12表示該專利公開(kāi)的一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的羅可夫斯基線圈。如圖所示，在羅可夫斯基線圈1中，在印刷電路板7的兩側(cè)面上形成金屬箔2e，該印刷電路板7具有開(kāi)口9，導(dǎo)體5在開(kāi)口9的中心部位貫穿，從而提供從開(kāi)口9的中心徑向擴(kuò)展的直線。而且，繞組2和回流電路線3被構(gòu)造便于印刷電路板7的一側(cè)表面上徑向設(shè)置的金屬箔2e和其相反一側(cè)表面上的金屬箔通過(guò)貫穿印刷電路板7的電鍍孔電連接。在圖12所示的例子中，回流電路線3構(gòu)造成彎曲形狀，因而，每單位電流和單位頻率下的兩終端4，4之間的電壓變大，并且羅可夫斯基線圈1的靈敏度提高。另外，繞組2的纏繞進(jìn)度方向(winding progress direction)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，回流電路線3的纏繞進(jìn)度方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)該傳統(tǒng)技術(shù)，通過(guò)采用制造印刷電路板的常用技術(shù)，能夠廉價(jià)地制造羅可夫斯基線圈1，并且能夠保持繞組2和回流電路線3的纏繞間距為常數(shù)。因此，可以很大程度地實(shí)現(xiàn)上述條件(a)。
順便說(shuō)一下，還是在上述的傳統(tǒng)羅可夫斯基線圈中，上述的條件(b)，也就是使繞組2包圍的面積和回流電路線3包圍的面積相等的條件，不能被完全滿足。這使羅可夫斯基線圈容易受到外部磁場(chǎng)的影響，因而導(dǎo)致在電流測(cè)量時(shí)誤差增加。
圖13是一模型圖(pattern diagram)，該模型圖表示由外部磁場(chǎng)引起的磁通量Φ與圖11所示的普通羅可夫斯基線圈1的繞組2互連的情形。圖14是一模型圖(pattern diagram)，該模型圖表示由外部磁場(chǎng)引起的相同磁通量Φ與圖11所示的普通羅可夫斯基線圈1的回流電路線3互連的情形。
由于繞組2與回流電路線3的纏繞進(jìn)度方向相反，因此圖11所示的普通羅可夫斯基線圈1的兩終端4，4之間產(chǎn)生的電壓等于圖13所示的P點(diǎn)和Q點(diǎn)之間所產(chǎn)生的電壓與圖14所示的P點(diǎn)和Q點(diǎn)之間所激勵(lì)的通電電壓的差值。假定由外部磁場(chǎng)引起的磁通量Φ在羅可夫斯基線圈1的整個(gè)表面上是均勻的，如果繞組包圍的面積A(圖13中斜陰影線所示)不等于回流電路線包圍的面積B(圖14中斜陰影線所示)，那么由于外部磁場(chǎng)的原因會(huì)在兩終端4，4之間產(chǎn)生電壓。由于該電壓與最初應(yīng)測(cè)定的初級(jí)電流無(wú)關(guān)，因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。
產(chǎn)生外部磁場(chǎng)的因素解釋如下。例如，當(dāng)在導(dǎo)體5中存在彎曲或者當(dāng)流過(guò)導(dǎo)體8的電流在圖15所示的羅可夫斯基線圈1的附近存在時(shí)，或者當(dāng)導(dǎo)體5相對(duì)于羅可夫斯基線圈1以一角度設(shè)置時(shí)，外部磁場(chǎng)就產(chǎn)生了。當(dāng)把羅可夫斯基線圈1應(yīng)用于實(shí)際的電力配電主電路設(shè)備或變電所主電路設(shè)備時(shí)，完全消除上述因素是不可能的。另外，通常，因?yàn)橛赏獠看艌?chǎng)引起的實(shí)際的磁通量Φ是不均勻的，因此該影響變得更加復(fù)雜。
完全通過(guò)使繞組2包圍的面積A等于回流電路線3包圍的面積B來(lái)減小誤差是可能的，更優(yōu)選地是，通過(guò)把繞組2的形狀設(shè)置得與回流電路線3的形狀完全相同來(lái)減小誤差。然而，在圖11所示的普通羅可夫斯基線圈1中，在制造的同時(shí)把回流電路線3包圍的面積控制為常數(shù)是很難的，因而很難避免外部磁場(chǎng)的影響。另一方面，盡管圖12中所示的羅可夫斯基線圈大大地減小了外部磁場(chǎng)的影響，但是仍舊存在外部磁場(chǎng)的影響，原因是回流電路線3包圍的面積小于繞組2包圍的面積。
現(xiàn)在盡管已經(jīng)解釋了外部磁場(chǎng)對(duì)羅可夫斯基線圈的影響，但是另外一個(gè)問(wèn)題將在這里解釋。即，盡管已經(jīng)明確外部磁場(chǎng)的影響能夠通過(guò)采用圖12所示的羅可夫斯基線圈大大地減少，但是仍然有一個(gè)問(wèn)題圖11所示的普通羅可夫斯基線圈不能夠輕易地被圖12所示的羅可夫斯基線圈所取代。不能輕易取代的原因是在圖12所示的羅可夫斯基線圈中，就初級(jí)電流而言，羅可夫斯基線圈的次級(jí)輸出電壓的比例(在鐵芯型變流器的情況下，該比例(scale)相當(dāng)于電流變換的比率)不能提高到圖11所示的普通羅可夫斯基線圈的比例水平。
眾所周知，羅可夫斯基線圈的次級(jí)輸出電壓正比于產(chǎn)品的線圈匝數(shù)和一匝線圈的橫截面面積。至于圖11所示的羅可夫斯基線圈，就初級(jí)額定電流而言，次級(jí)輸出電壓通常是幾十伏每千安培。在圖11所示的羅可夫斯基線圈中，由于只要安裝空間允許，能任意地決定一匝線圈的橫截面面積，以及能夠調(diào)整線圈的匝數(shù)，從而能夠獲得所需的次級(jí)輸出電壓，通過(guò)如雙線繞組或三線繞組的方式，很容易獲得每千安培幾十伏的次級(jí)輸出電壓。如果能夠從羅可夫斯基線圈獲得每千安培幾十伏的次級(jí)輸出電壓，那么模擬電壓信號(hào)能夠被傳輸而不受來(lái)自一場(chǎng)區(qū)中的配電主電路設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的噪音影響的情況下進(jìn)行傳輸，在所述的場(chǎng)區(qū)中，羅可夫斯基線圈被安裝到電力設(shè)施(electric power installation)的主控制室(main control building)中，在所述主控制室中，保護(hù)單元和控制單元都受到影響，也就是說(shuō)，影響保護(hù)單元和控制單元的信號(hào)沒(méi)有衰變。
然而，對(duì)于圖12所示的羅可夫斯基線圈，繞組中線圈的匝數(shù)和每一匝線圈的橫截面面積是有物理限制的，這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的原因，即繞組2是由印刷電路板7上形成的金屬箔2e組成的。盡管取決于印刷電路板的大小和金屬箔的寬度，但是線圈匝數(shù)的極限最多為1000匝，且由于印刷電路板厚度的制造極限最多為5-6毫米的事實(shí)，從而繞組中每一匝線圈的橫截面面積受到限制。因而，圖12所示的羅可夫斯基線圈的次級(jí)輸出電壓的極限最多為100mV/kA。雖然假定10片羅可夫斯基線圈串聯(lián)連接，但是次級(jí)輸出電壓約為1V/kA，從經(jīng)受傳輸噪音的角度出發(fā)，把精確的模擬電壓信號(hào)傳輸?shù)诫娏υO(shè)施的主控制室是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實(shí)施例的目的是解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問(wèn)題，并提供一種使用羅可夫斯基線圈的變流器，該羅可夫斯基線圈可防止外部磁場(chǎng)對(duì)電流測(cè)定的影響，即使外部磁場(chǎng)存在并且貫穿芯體中心部位的開(kāi)口，從而能夠高精度地測(cè)量電流。
本發(fā)明的其它的和進(jìn)一步的目的，在理解了此文描述的圖解實(shí)施例后，將變得顯而易見(jiàn)，或者將要在所附的權(quán)利要求中表明，然而在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，本文中未提到的各種優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種變流器，包括(a)羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括多層型印刷電路板，該印刷電路板包括相互連接的四個(gè)導(dǎo)電層且在中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口、多個(gè)金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔安裝在印刷電路板的兩側(cè)表面上和印刷電路板的兩內(nèi)導(dǎo)電層上、第一繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第一電鍍通孔電連接印刷電路板第一外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第一內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第一內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第一外側(cè)表面、第二繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第二電鍍通孔電連接印刷電路板第二外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第二內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第二內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第二外側(cè)表面，第一繞組和第二繞組被連接成互為鏡像，并且串聯(lián)連接，(b)傳感器單元，包括把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換器，以及(c)把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)的光學(xué)傳輸裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種變流器，包括(a)羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括印刷電路板組件，該組件中心部位有一個(gè)供導(dǎo)體貫穿的開(kāi)口，包括多個(gè)疊層，每一個(gè)疊層的中心部位有一個(gè)供導(dǎo)體貫穿的開(kāi)口，并且該組件至少有三片由芯體材料所形成的第一層以及至少有二片由預(yù)浸處理(prepreg)材料所形成的第二層，每一片預(yù)浸處理材料都設(shè)置在兩個(gè)不同的第一層之間、多個(gè)第一金屬箔和多個(gè)第二金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔都分別安裝在由芯體材料所形成的第一外層的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面上、第一繞組，其通過(guò)在厚度方向上貫穿第一外層的第一電鍍通孔電連接第一金屬箔和第二金屬箔而形成、多個(gè)第三金屬箔和多個(gè)第四金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔都分別安裝在由芯體材料形成的第二外層的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面上、第二繞組，其通過(guò)在厚度方向上貫穿第二外層的第二電鍍通孔電連接第三金屬箔和第四金屬箔而形成，第二繞組作為第一繞組的鏡像而形成，第二金屬箔之一和第三金屬箔之一，通過(guò)第三電鍍通孔被電連接，該第三電鍍通孔在厚度方向上貫穿印刷電路板的多個(gè)疊層，第一金屬箔和第四金屬箔，通過(guò)第三電鍍通孔被電斷開(kāi)，從而，第一繞組和第二繞組以串聯(lián)方式電連接，(b)傳感器單元，包括把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換器，以及(c)把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)的光學(xué)傳輸裝置。
根據(jù)再一方面，本發(fā)明提供了一種變流器，其包括(a)羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且輸出作為模擬電壓信號(hào)的交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括多層型印刷電路板，其包括相互連接的三個(gè)導(dǎo)電層且在中心部位有一個(gè)供導(dǎo)體貫穿的開(kāi)口、多個(gè)第一金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心且安裝在印刷電路板的第一外側(cè)表面上、多個(gè)第二金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心且安裝在印刷電路板的第二外側(cè)表面上、通過(guò)在厚度方向上貫穿印刷電路板的第二電鍍通孔電連接第一金屬箔和第二金屬箔而形成的繞組、由環(huán)形金屬箔形成的回流電路線，該回流電路線的中心大致是所述開(kāi)口的中心，且安裝在印刷電路板的內(nèi)導(dǎo)電層上，所述繞組和所述回流電路線串聯(lián)連接，(b)傳感器單元，其包括把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換器，以及(c)把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)的光學(xué)傳輸裝置。


在結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時(shí)，將很容易地獲得對(duì)本發(fā)明和所附的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的更全面的理解，而且，通過(guò)參考下面詳細(xì)的描述，會(huì)更好地領(lǐng)會(huì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變流器的方框圖；圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例中變流器的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是表示本發(fā)明第一實(shí)施例中變流器的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的印刷電路板層的結(jié)構(gòu)的例子的外觀截面圖；圖5A是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的印刷電路板的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖5B是圖5A中虛線圈定的部分的放大的正視圖；圖6是表示本發(fā)明第三實(shí)施例中變流器的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是表示本發(fā)明第三實(shí)施例中變流器的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖8是表示本發(fā)明第四實(shí)施例中變流器的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的變流器的方框圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的一個(gè)系統(tǒng)的范例的方框圖，該系統(tǒng)把每一跨度的多個(gè)交變電流測(cè)量值作為一個(gè)合并傳輸信號(hào)進(jìn)行傳輸；圖11是表示傳統(tǒng)的普通羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖12是表示另一傳統(tǒng)的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)范例的正視圖；圖13是一個(gè)模型圖，用以解釋外部磁場(chǎng)互連到圖11所示的羅可夫斯基線圈中的繞組的狀態(tài)；
圖14是一個(gè)模型圖，用以解釋外部磁場(chǎng)互連到圖11所示的羅可夫斯基線圈中的回流電路線的狀態(tài)；圖15是一個(gè)模型圖，用以解釋產(chǎn)生外部磁場(chǎng)的因素的一個(gè)例子；圖16是一個(gè)模型圖，用以解釋產(chǎn)生外部磁場(chǎng)的因素的另一個(gè)例子；具體實(shí)施方式
下面將參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中在幾幅附圖中，相同的參考數(shù)字代表相同或相應(yīng)的部件。
(第一實(shí)施例)圖1表示根據(jù)第一實(shí)施例的變流器的方框圖。圖中所示的變流器帶有附加了貫穿導(dǎo)體5的羅可夫斯基線圈1，設(shè)置在羅可夫斯基線圈1周圍的傳感器單元(SU)20，以及光學(xué)傳輸裝置30。雙芯絞合線31連接羅可夫斯基線圈1和傳感器單元20。
傳感器單元20具有積分器21、低通濾波器(LPF)22、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)23、可編程邏輯設(shè)備(PLD)24、中央處理器(CPU)25、電光轉(zhuǎn)換器(E/O轉(zhuǎn)換器)26以及電源電路27，所述積分器21進(jìn)行模擬電壓信號(hào)的模擬信號(hào)處理，所述模擬電壓信號(hào)通過(guò)雙芯絞合線31從羅可夫斯基線圈1輸入，所述低通濾波器(LPF)22濾掉高次諧波，以便在模數(shù)轉(zhuǎn)換之前減少重疊假頻(alias)誤差，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)23把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，所述可編程邏輯設(shè)備(PLD)24處理數(shù)字電信號(hào)，所述電光轉(zhuǎn)換器(E/O轉(zhuǎn)換器)26把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，并且輸出數(shù)字光信號(hào)。
電源電路27提供傳感器單元20進(jìn)行處理所必需的電壓，例如DC±5V，或者DC±3.3V，該電壓由來(lái)自于例如電力設(shè)施中的公共電源(未示出)提供的電壓，例如DC110V，DC48V，或DC220V(這些電壓通常是適合于電力設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)電源)。而且，傳感器單元20可以有備用電源，例如電池(未示出)。
另外，盡管連接到傳感器單元20的羅可夫斯基線圈1在圖中以整體的形式表示，但是輸入不一定只是一個(gè)通道。也就是說(shuō)，例如，對(duì)于三相包覆GIS(氣體絕緣開(kāi)關(guān))，可以把羅可夫斯基線圈的三相輸出(即U相，V相，W相)輸入到一個(gè)傳感器單元中。在這種情況下，傳感器單元20被構(gòu)造成便于多個(gè)帶有積分器21和LPF 22的模擬輸入電路與多個(gè)輸入通道對(duì)應(yīng)，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器23通過(guò)一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)換器(未示出)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，該多路轉(zhuǎn)換器把多個(gè)模擬輸入之一輪流轉(zhuǎn)換成公共輸出。PLD 24和下游結(jié)構(gòu)與在一個(gè)通道輸入的情況下相同。另外，羅可夫斯基線圈1的每一輸出終端和帶有多通道部件的傳感器單元20的每一輸入終端通過(guò)雙芯絞合線31一對(duì)一地分別連接起來(lái)。
光學(xué)傳輸裝置30把數(shù)字光信號(hào)從傳感器單元20傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)，例如保護(hù)控制單元。盡管沒(méi)有示出，但是光學(xué)傳輸通道可以由點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道的方式或者通過(guò)連接到局域網(wǎng)(Lan)的方式來(lái)構(gòu)建。
接下來(lái)，參照附圖2說(shuō)明該第一實(shí)施例中的羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)。附圖2是一個(gè)透視圖，表示本實(shí)施例的羅可夫斯基線圈。在該附圖中，羅可夫斯基線圈1具有多層型的印刷電路板，該印刷電路板有四個(gè)導(dǎo)電層，在中心部位有一個(gè)被導(dǎo)體貫穿的開(kāi)口9。正面金屬箔2a和反面金屬箔2a’被分別安裝在該印刷電路板7的一個(gè)外表面的一側(cè)11a上(稱為印刷電路板正面11a)和反側(cè)11b(稱為印刷電路板反面11b)上，以及內(nèi)層金屬箔2b和2b’被分別安裝在印刷電路板內(nèi)的導(dǎo)電內(nèi)層12a，12b上，該內(nèi)層12a，12b在厚度方向三等分印刷電路板7。在圖2中，為了簡(jiǎn)化的目的省略了反面金屬箔2a′和內(nèi)層金屬箔2b′。這四層金屬箔2a，2a’，2b和2b’以多條直線的形式形成，每一直線分別以輻射狀從一中心延伸，該中心大致是開(kāi)口9的中心。
在印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a和鄰近正面金屬箔2a的導(dǎo)電內(nèi)層12a上的內(nèi)層金屬箔2b通過(guò)貫穿印刷電路板7的電鍍通孔2c電連接。在印刷電路板反面11b上的反面金屬箔2a’(未示出)和在臨近反面金屬箔2a’的導(dǎo)電內(nèi)層12b上的另一內(nèi)層金屬箔2b’(未示出)也通過(guò)貫穿印刷電路板7的電鍍通孔2c’(未示出)電連接。因此，兩繞組2和2’(未示出)相互之間作為一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體(enantiomeric isomer)(即他們互為鏡像)而形成在印刷電路板7上。
而且，印刷電路板正面11a側(cè)和印刷電路板反面11b側(cè)的兩繞組2和2’的末端被引出作為終端4a(印刷電路板反面11b側(cè)的終端4a未示出)。導(dǎo)電內(nèi)層12a側(cè)和導(dǎo)電內(nèi)層12b側(cè)的兩繞組2和2’的末端被引出作為終端4b(導(dǎo)電內(nèi)層12b側(cè)的金屬箔的終端4b未示出)，兩繞組2和2’被串聯(lián)連接在兩連接終端4b，4b之間。
也就是說(shuō)，設(shè)置在印刷電路板正面11a和導(dǎo)電內(nèi)層12a之間的部分繞組2對(duì)應(yīng)于圖11所示的傳統(tǒng)繞組2，而設(shè)置在印刷電路板反面11b和導(dǎo)電內(nèi)層12b之間的部分繞組2’(未示出)對(duì)應(yīng)于圖11所示的傳統(tǒng)的回流電路線3。
圖3表示從印刷電路板正面11a側(cè)看到的印刷電路板7的輪廓圖。在圖3中，實(shí)線表示安裝在印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a，虛線表示安裝在導(dǎo)電內(nèi)層12a上的導(dǎo)電內(nèi)層金屬箔2b。在印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a和導(dǎo)電內(nèi)層12a上的導(dǎo)電內(nèi)層金屬箔2b以多個(gè)直線的形式形成，每一直線分別以輻射狀從一中心延伸，該中心大致是開(kāi)口9的中心。另外，盡管未示出，但是印刷電路板反面11b上的反面金屬箔2a’和導(dǎo)電內(nèi)層12b上的導(dǎo)電內(nèi)層金屬箔2b’以多個(gè)直線的形式形成，每一直線分別以輻射狀從一中心延伸，該中心大致是開(kāi)口9的中心。另外，他們分別是印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a和導(dǎo)電內(nèi)層12a上的導(dǎo)電內(nèi)層金屬箔2b的鏡像。
根據(jù)第一實(shí)施例的這種變流器，能夠提供下面的作用和效果。羅可夫斯基線圈1的輸出電壓為模擬電壓信號(hào)，其正比于導(dǎo)體5內(nèi)流動(dòng)的主電路交變電流的微分值(differentiation value)，該輸出電壓通過(guò)雙芯絞合線31輸入到傳感器單元20。輸入到傳感器單元20的模擬電壓信號(hào)通過(guò)積分器21進(jìn)行積分，以產(chǎn)生正比于主電路交變電流的模擬電信號(hào)。接下來(lái)，低通濾波器21減少引起重疊假頻誤差的高次諧波信號(hào)，隨后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器23將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)。
PLD24和CPU25處理該數(shù)字電信號(hào)。也就是說(shuō)，PLD24進(jìn)行處理以產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換器23的定時(shí)信號(hào)(同步信號(hào))，以及產(chǎn)生控制信號(hào)，并且與CPU25交換數(shù)據(jù)，等等。CPU25把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成例如采用曼徹斯特編碼的傳輸格式。在當(dāng)前的環(huán)境下，能夠在傳輸格式中加入循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)碼或反雙冗余碼(reversal dual redundant code)等，來(lái)提高傳輸?shù)目煽啃?。由PLD24和CPU25處理過(guò)的數(shù)字電信號(hào)通過(guò)E/O轉(zhuǎn)換器26轉(zhuǎn)變成數(shù)字光信號(hào)，隨后通過(guò)光學(xué)傳輸裝置30傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)，例如保護(hù)單元或控制單元。
因?yàn)樵谠搶?shí)施例中的羅可夫斯基線圈包括印刷電路板，所以次級(jí)輸出電壓大約為100mA/Kv，這與圖12所示的傳統(tǒng)羅可夫斯基線圈的次級(jí)輸出電壓一樣小。然而，根據(jù)本實(shí)施例，因?yàn)橛糜诎汛渭?jí)輸出電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)的傳感器單元20設(shè)置得如此靠近印刷電路板，以至能忽略外部噪音的影響，所以作為模擬電信號(hào)該傳輸距離是足夠短的，也就是說(shuō)，優(yōu)選的情況下，最多為1米，這樣，由外部噪音影響而引起的信號(hào)質(zhì)量衰減問(wèn)題就能夠避免了。特別地，由于羅可夫斯基線圈1和傳感器單元20是通過(guò)雙芯絞合線31進(jìn)行連接的，因此能夠減少外部磁場(chǎng)引起的電磁感應(yīng)對(duì)從羅可夫斯基線圈1傳輸來(lái)的微弱的模擬電壓的影響。
因?yàn)閿?shù)字光信號(hào)在傳感器單元20和上游系統(tǒng)例如電力設(shè)施主控制室的保護(hù)單元或控制單元之間傳輸，于是即使在長(zhǎng)距離傳輸中也不會(huì)出現(xiàn)由噪音影響帶來(lái)的信號(hào)衰減，因此，交變電流的高質(zhì)量測(cè)量值能夠被提供到保護(hù)單元或控制單元等。
另外，CPU25可以把數(shù)字濾波器應(yīng)用到數(shù)字電信號(hào)上，該數(shù)字電信號(hào)表示主電路的交變電流的測(cè)量值。在CPU25上運(yùn)行的軟件被提供以便在靈敏度補(bǔ)償和/或相位補(bǔ)償方面，羅可夫斯基線圈1以及傳感器單元20的模擬電路例如積分器、低通濾波器電路，的變化，能夠被補(bǔ)償。而且，傳統(tǒng)方法是在上游系統(tǒng)例如BCU(跨度控制單元)計(jì)算主電路的交變電流的有效值，而在本實(shí)施例中，CPU25可以計(jì)算該有效值，并且把結(jié)果傳送到上游系統(tǒng)。
而且，通過(guò)在傳感器單元20中設(shè)置溫度傳感器(未示出)，CPU25可以執(zhí)行溫度補(bǔ)償。由于在本實(shí)施例中傳感器單元20位于羅可夫斯基線圈1的周邊，因此可以認(rèn)為傳感器單元20所測(cè)量的溫度等于羅可夫斯基線圈1周圍的空氣溫度，并且能夠精確地進(jìn)行該溫度補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例中上述具有羅可夫斯基線圈的變流器，在圖15和16所示的條件下，其中導(dǎo)體5有一彎曲部分，或者導(dǎo)體8位于羅可夫斯基線圈之外，或者導(dǎo)體5相對(duì)于羅可夫斯基線圈傾斜，當(dāng)由于羅可夫斯基線圈1的設(shè)置，在貫穿印刷電路板7中心部位的開(kāi)口9的方向上存在外部磁場(chǎng)時(shí)，與一個(gè)繞組互連的磁通量Φ和與另一個(gè)繞組互連的磁通量Φ是公用的，所述繞組一個(gè)為另一個(gè)的鏡像。因此，由于該磁通量Φ，分別在兩繞組中產(chǎn)生的兩個(gè)電壓具有相同的測(cè)量值，并且一個(gè)電壓的極性與另一個(gè)電壓的極性相反，因而兩電壓能夠完全抵消。因此，能夠有效地防止外部磁場(chǎng)的影響，從而實(shí)現(xiàn)高精度的電流測(cè)量。
而且，由于可以去掉傳統(tǒng)上安裝在保護(hù)單元和/或控制單元上的用于連接配電主電路設(shè)備和或變電所主電路設(shè)備的輸入和輸出電路，而保護(hù)單元和/或控制單元的所有輸入和輸出都是通過(guò)傳輸裝置來(lái)執(zhí)行的，且沒(méi)有處理高電壓和大電流的電路，因而保護(hù)單元和/或控制單元的硬件結(jié)構(gòu)主要僅包括數(shù)字計(jì)算處理部分和通訊部分，所述數(shù)字計(jì)算處理部分用于處理保護(hù)功能和/或控制功能，所述通訊部分用于執(zhí)行通訊處理，因此能夠減少多個(gè)硬件部件。
而且，由于本實(shí)施例的變流器還有由CPU25提供的計(jì)算功能，所以傳統(tǒng)上由保護(hù)單元和/或控制單元來(lái)執(zhí)行的一部分操作可以由代理器(proxy)來(lái)執(zhí)行，從而保護(hù)單元和/或控制單元方面的操作負(fù)擔(dān)就能夠減少了。而且，通過(guò)部分地承擔(dān)傳統(tǒng)上由保護(hù)單元和/或控制單元來(lái)執(zhí)行的計(jì)算，保護(hù)單元和/或控制單元的CPU內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)空閑時(shí)間，這樣通過(guò)利用空閑時(shí)間，保護(hù)單元和/或控制單元能夠執(zhí)行進(jìn)一步高級(jí)的保護(hù)和/或控制計(jì)算功能和/或監(jiān)視功能。因此，保護(hù)單元和/或控制單元能夠額外地執(zhí)行高級(jí)的保護(hù)和/或控制計(jì)算和/或監(jiān)視功能，從而使變電所保護(hù)和控制系統(tǒng)的性能總體上得到提高。
(第二實(shí)施例)接下來(lái)解釋本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例提供了第一實(shí)施例中涉及的印刷電路板7更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。因而，根據(jù)本實(shí)施例的變流器的主要系統(tǒng)部件與第一實(shí)施例的相同，相應(yīng)的解釋也就省略了。
圖4表示印刷電路板的層結(jié)構(gòu)的一個(gè)詳細(xì)的例子。在該實(shí)施例中，印刷電路板由至少三片芯體材料和至少兩片插在兩片芯體材料之間的預(yù)浸處理材料組成。在本圖中，作為一個(gè)例子，印刷電路板7有5片芯體材料71，72，73，74，75和四對(duì)預(yù)浸處理材料81，82，83，84，每一片預(yù)浸處理材料插在兩片芯體材料之間，也就是說(shuō)，芯體材料71設(shè)置在外表面、多個(gè)預(yù)浸處理材料81、芯體材料72、多個(gè)預(yù)浸處理材料82、…芯體材料75依次構(gòu)建，并且芯體材料和預(yù)浸處理材料相互交替。在這里，芯體材料是暴露的玻璃纖維材料，其兩側(cè)面包含薄銅迭片，預(yù)浸處理材料是粘性材料(環(huán)氧樹(shù)脂)，其被放置在每一對(duì)芯體材料之間，在印刷電路板的制造過(guò)程中，預(yù)浸處理材料受到加熱和擠壓。
多個(gè)線狀的金屬箔2a，2b分別設(shè)置在一芯體材料71的兩側(cè)表面L1，L2上，每個(gè)所述金屬箔2a，2b都從一中心以輻射狀延伸，該中心大致是所述開(kāi)口9的中心，所述芯體材料71設(shè)置在印刷電路板7的一外側(cè)面上。為了構(gòu)造一繞組，在一側(cè)表面L1上的金屬箔2a和在另一側(cè)表面L2上的金屬箔2b通過(guò)在厚度方向上貫穿芯體材料71的電鍍通孔TH1電連接。在另一方面，多個(gè)線狀的金屬箔2c，2d分別設(shè)置在一芯體材料75的兩側(cè)表面L3，L4上，每個(gè)所述金屬箔2c，2d都從一中心以輻射狀延伸，該中心大致是所述開(kāi)口9的中心，所述芯體材料75設(shè)置在印刷電路板7的另一外側(cè)面上。為了構(gòu)造另一繞組，在一側(cè)表面L3上的金屬箔2c和在另一側(cè)表面L4上的金屬箔2d通過(guò)在厚度方向上貫穿芯體材料75的電鍍通孔TH2電連接。形成在芯體材料71中的一繞組和形成在芯體材料75中的另一繞組互為鏡像。
而且，印刷電路板7有一貫穿所有芯體材料71至75以及所有的多個(gè)預(yù)浸處理材料81至84的電鍍通孔TH3，該電鍍通孔TH3電連接芯體材料71的內(nèi)側(cè)表面L2的金屬箔2b之一和芯體材料75的內(nèi)側(cè)表面L3的金屬箔2c之一。在電鍍通孔TH3的末端，芯體材料71的外側(cè)表面L1的金屬箔2a和芯體材料75的外側(cè)表面L4的金屬箔2d是電斷開(kāi)的，因而，形成在芯體材料71中的一繞組和形成在芯體材料75中的另一繞組以串聯(lián)方式電連接。
接下來(lái)，參考圖5A和5B，圖中顯示了芯體材料71的外側(cè)表面L1的金屬箔2a和芯體材料75的外側(cè)表面L4的金屬箔2d之間絕緣的一個(gè)詳細(xì)的例子。圖5A和5B表示概要的印刷電路板7的詳細(xì)例子，圖5A是印刷電路板7整體的正視圖，圖5B是圖5A中虛線所包圍的部分的放大正視圖。
從其中輸出模擬電壓信號(hào)的接地區(qū)(lands)LA形成相互對(duì)稱的位置，其分別設(shè)置在芯體材料71的外側(cè)表面和芯體材料75的外側(cè)表面上。接地區(qū)LA環(huán)繞貫穿印刷電路板7的電鍍通孔TH3，接地區(qū)LA和貫穿印刷電路板7的電鍍通孔TH3電絕緣。如圖5A所示，印刷電路板7的外側(cè)為正八邊形，其每個(gè)頂點(diǎn)的部位有一用于裝配的鉆孔。
很明顯，按上面所述構(gòu)造的第二實(shí)施例中的變流器能夠取得和第一實(shí)施例中的變流器相同的效果。另外，根據(jù)本實(shí)施例，以互為鏡像的方式對(duì)稱的兩繞組通過(guò)制造印刷電路板的通用技術(shù)廉價(jià)地形成在印刷電路板7上，而不需使用任何特殊的裝置。而且，由于形成在印刷電路板7上的繞組能夠形成幾乎完美的閉環(huán)，且不存在缺少繞組的部分，因而能夠最小化外部磁場(chǎng)的影響。另外，在對(duì)稱的作為對(duì)映體的兩繞組中，其兩繞組之一所包圍的區(qū)域幾乎和另一繞組所包圍的區(qū)域相同，因而與兩繞組之一互連的磁通量Φ與另一個(gè)繞組互連的磁通量Φ是公用的。因此，所產(chǎn)生的與兩繞組分別對(duì)應(yīng)的兩電壓相互抵消，從而能夠防止或最小化外部磁場(chǎng)對(duì)電流測(cè)量的影響。
而且，通過(guò)把印刷電路板7的外部形狀設(shè)置成正八邊形，它就能夠通過(guò)采用線性形狀廉價(jià)的制造，與另一種形狀例如正方形相比，羅可夫斯基線圈的安裝空間可以做得更小一些。特別地，該正八邊形的安裝空間幾乎與圓形安裝空間相同，但是在制造印刷電路板時(shí)，圓形更昂貴。
(第三實(shí)施例)接下來(lái)解釋本發(fā)明的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例涉及對(duì)羅可夫斯基線圈1的結(jié)構(gòu)的修改。根據(jù)本實(shí)施例的變流器的主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的相同，因此相關(guān)說(shuō)明就省略了。
圖6是表示本實(shí)施例的羅可夫斯基線圈1的結(jié)構(gòu)的外觀透視圖。在本圖所示實(shí)施例的羅可夫斯基線圈1中，正面金屬箔2a和反面金屬箔2b分別安裝在有三個(gè)導(dǎo)電層的多層型印刷電路板7的印刷電路板正面11a和印刷電路板反面11b上，所述印刷電路板7在中心部位有一導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口9。正面金屬箔2a和反面金屬箔2b以多條直線的形式形成，每一直線分別以輻射狀從一中心延伸，并通過(guò)電鍍通孔2c電連接，所述中心大致是開(kāi)口9的中心。正面金屬箔2a、反面金屬箔2b和電鍍通孔2c在印刷電路板7上形成一個(gè)繞組2。
而且，其中心大致是開(kāi)口9的中心的環(huán)形金屬箔3a安裝在導(dǎo)電內(nèi)層12上，所述導(dǎo)電內(nèi)層12大致位于印刷電路板7厚度方向的中心位置上。該環(huán)形金屬箔3a與繞組2在Q點(diǎn)串聯(lián)連接，從而該金屬箔3a是繞組2的回流電路線。
圖7是從印刷電路板正面11a到中軸方向觀察所得的印刷電路板7的輪廓圖。在圖7中，實(shí)線表示安裝在印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a，虛線表示安裝在印刷電路板反面11b上的反面金屬箔2b，鏈?zhǔn)诫p點(diǎn)劃線表示安裝在導(dǎo)電內(nèi)層12上的環(huán)形金屬箔3a。在印刷電路板正面11a上的正面金屬箔2a和在印刷電路板反面11b上的反面金屬箔2b以多個(gè)直線的形式形成，每一直線分別以輻射狀從一中心延伸，該中心大致是開(kāi)口9的中心。確定印刷電路板7的導(dǎo)電內(nèi)層12上的環(huán)形金屬箔3a的半徑，使得環(huán)形金屬箔3a(作為回流電路線)包圍的面積等于繞組2包圍的面積。另外，制造印刷電路板的通用技術(shù)使得分別在足夠精確的位置上制造繞組2和環(huán)形金屬箔3a成為可能。
很明顯，按上面所述構(gòu)造的第三實(shí)施例中的變流器能夠取得與第一實(shí)施例的變流器相同的效果。在這里解釋本實(shí)施例的作用和效果。也就是說(shuō)，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整環(huán)形金屬箔3的半徑，環(huán)形金屬箔3包圍的面積能夠很容易地設(shè)置得與繞組2包圍的面積相等。由于繞組2包圍的面積等于環(huán)形金屬箔3a包圍的面積，當(dāng)存在貫穿印刷電路板7中心的開(kāi)口9的外部磁場(chǎng)時(shí)，由于外部磁場(chǎng)引起的磁通量Φ的互連，在繞組2中產(chǎn)生的電壓和在作為回流電路線的環(huán)形金屬箔3中產(chǎn)生的電壓在大小上幾乎相等但極性相反，因而這兩個(gè)電壓被抵消掉了。因此，根據(jù)本實(shí)施例，能夠有效地防止外部磁場(chǎng)對(duì)兩終端4，4之間電壓的影響。
(第四實(shí)施例)接下來(lái)解釋本發(fā)明的第四實(shí)施例。第四實(shí)施例涉及對(duì)羅可夫斯基線圈1的結(jié)構(gòu)的修改。根據(jù)本實(shí)施例的變流器的主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的相同，因此相關(guān)說(shuō)明就省略了。
圖8是表示本實(shí)施例羅可夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)的透視圖。在該圖中，多個(gè)印刷電路板7相互固定，這里的印刷電路板可以是上述第一至第三實(shí)施例中的任意一個(gè)，從而多個(gè)印刷電路板7的開(kāi)口9的中心軸成一條直線。設(shè)置在印刷電路板7，7...上的繞組串聯(lián)布置。
很明顯，按上面所述構(gòu)造的第四實(shí)施例中的變流器能夠取得和第一實(shí)施例中的變流器相同的效果。在這里解釋本實(shí)施例的作用和效果。也就是說(shuō)，每一印刷電路板7的輸出被疊加，即，總體上，每單位電流和單位頻率所產(chǎn)生的輸出電壓被乘以印刷電路板7的片數(shù)，來(lái)作為羅可夫斯基線圈1的輸出電壓。因此，在本實(shí)施例中，也由于繞組包圍的面積與回流電路線包圍的面積相等的關(guān)系，每單位電流和單位頻率的輸出電壓，即羅可夫斯基線圈的靈敏度，能夠被調(diào)整。因此，適于處理傳感器單元20的輸出電壓水平能夠很容易地被設(shè)計(jì)，同時(shí)也能防止外部磁場(chǎng)對(duì)電流測(cè)量的影響。
接下來(lái)解釋本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖9表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的變流器的方框圖。該圖所示的變流器由羅可夫斯基線圈1、傳感器單元20、光學(xué)傳輸裝置32和合并單元(MU)40組成。所述羅可夫斯基線圈1裝配有一個(gè)貫穿導(dǎo)體5，每一個(gè)所述傳感器單元20被設(shè)置在各自的羅可夫斯基線圈1附近，所述合并單元40用于合并從多個(gè)傳感器單元20傳輸而來(lái)的多個(gè)數(shù)字光信號(hào)。在本圖中，羅可夫斯基線圈1的結(jié)構(gòu)可以是實(shí)施例1至4的任何一種羅可夫斯基線圈，傳感器單元20的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實(shí)施例中所說(shuō)明的傳感器單元相同，因而省略了對(duì)他們的說(shuō)明。
通過(guò)參考本附圖來(lái)討論合并單元的結(jié)構(gòu)范例。每一個(gè)傳感器單元20通過(guò)各自的光學(xué)傳輸裝置32與合并單元40連接。合并單元40主要由光電轉(zhuǎn)換器(O/E轉(zhuǎn)換器)41、合并裝置42、通訊接口46、第二電光轉(zhuǎn)換器(E/O轉(zhuǎn)換器)47和電源電路49等組成，所述光電轉(zhuǎn)換器(O/E轉(zhuǎn)換器)41把輸入的數(shù)字光信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電信號(hào)，所述輸入的數(shù)字光信號(hào)是從各自的傳感器單元20輸出的，所述合并裝置42合并多個(gè)第二數(shù)字電信號(hào)，以產(chǎn)生合并的電傳輸信號(hào)，所述通訊接口46與上游系統(tǒng)進(jìn)行通訊，所述第二電光轉(zhuǎn)換器(E/O轉(zhuǎn)換器)47把合并的電傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字光信號(hào)。
合并裝置42具有PLD 43、CPU44和同步裝置45等。與上游系統(tǒng)連接的光電轉(zhuǎn)換器(O/E轉(zhuǎn)換器)48把自上游系統(tǒng)輸出的同步信號(hào)作為光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電同步信號(hào)。電源電路49提供合并單元40進(jìn)行處理所需的電壓，例如DC±5V，或者DC±3.3V，該電壓由來(lái)自于例如電力設(shè)施中的公共電源50所提供的電壓，例如DC110V(或DC48V，或DC220V9，其通常適合于電力設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)電源)。而且，合并單元40可以有備用電源，例如電池(未示出)。
對(duì)來(lái)自與合并單元40連接的傳感器單元20的多個(gè)數(shù)字光信號(hào)的處理有幾種變化，所述數(shù)字光信號(hào)包括交變電流的測(cè)量值信息。例如，數(shù)字光信號(hào)可以通過(guò)跨度(bay)單元，例如線跨度，或者通過(guò)保護(hù)和/或控制的區(qū)域單元，合并成為合并傳輸信號(hào)，或者該數(shù)字光信號(hào)可以通過(guò)保護(hù)和/或控制的區(qū)域單元，合并成為多個(gè)合并傳輸信號(hào)。在合并單元40合并該合并傳輸信號(hào)過(guò)程中，該合并信號(hào)并不局限于某一標(biāo)準(zhǔn)格式，而是需根據(jù)變電所的規(guī)劃(layout)或者保護(hù)單元和/或控制單元的系統(tǒng)構(gòu)造等來(lái)采取一種最適合的格式。
根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例中的具有上述結(jié)構(gòu)的變流器，能夠取得下面的作用和效果。羅可夫斯基線圈1和傳感器單元20的作用與上述第一至四實(shí)施例中的是相同的，因而省略了對(duì)他們的說(shuō)明。在合并單元40中，每一個(gè)O/E轉(zhuǎn)換器41接收自各自的傳感器單元20輸出的數(shù)字光信號(hào)，并且把該數(shù)字光信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電信號(hào)。合并裝置42合并該第二數(shù)字電信號(hào)，并且產(chǎn)生一合并電傳輸信號(hào)。該合并電傳輸信號(hào)由通訊接口46和E/O轉(zhuǎn)換器47轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字光信號(hào)，因此該第二數(shù)字光信號(hào)被傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)，例如保護(hù)單元或控制單元。
接下來(lái)詳細(xì)解釋合并裝置42的作用。由O/E轉(zhuǎn)換器41轉(zhuǎn)化的第二數(shù)字電信號(hào)被輸入到PLD43中，在PLD43中執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。這里，PLD43檢查CRC碼或反雙冗余碼，并且如果有傳輸誤碼則檢測(cè)該傳輸誤碼。同步裝置45接收用于時(shí)間同步的基礎(chǔ)信號(hào)和基時(shí)數(shù)據(jù)，然后將它們提取出并且產(chǎn)生一抽樣同步信號(hào)和用于時(shí)間戳(time stamps)的時(shí)間數(shù)據(jù)。
CPU44把交變電流的測(cè)量值的數(shù)字值從自傳感器單元20接收到的第二數(shù)字電信號(hào)中提取出來(lái)，并運(yùn)行同步補(bǔ)償計(jì)算，以基于抽樣同步信號(hào)校正抽樣同步的偏差，并且在同步補(bǔ)償計(jì)算后，通過(guò)把所必要的信息，例如時(shí)間戳和CRC碼，加入到交變電流的數(shù)字值中，來(lái)產(chǎn)生一合并電傳輸信號(hào)。CPU44還監(jiān)測(cè)傳感器單元20的異常，并通過(guò)自我檢測(cè)來(lái)監(jiān)測(cè)合并單元40的異常，以及當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)，向上游系統(tǒng)輸出警報(bào)。另外，傳感器單元20的監(jiān)測(cè)異常是指，例如傳感器單元20的電源監(jiān)測(cè)異常、A/D轉(zhuǎn)換器23的監(jiān)測(cè)精度，或者模擬電路的監(jiān)測(cè)。
圖10表示在通過(guò)跨度單元傳輸交變電流的多個(gè)測(cè)量值的情況下的系統(tǒng)構(gòu)造范例，所述跨度單元是保護(hù)和控制區(qū)域單元，所述交變電流的多個(gè)測(cè)量值作為一合并傳輸信號(hào)。該圖表示單個(gè)母線電路(single busbar scheme)105中的單相包覆型開(kāi)關(guān)裝置的饋線跨度(feeder bay)101的一個(gè)實(shí)例，所述單個(gè)母線電路105以三相線圖示出。羅可夫斯基線圈1a和1b設(shè)置在斷路器102的兩側(cè)，一個(gè)導(dǎo)體貫穿羅可夫斯基線圈1a和1b，傳感器單元20a1，20a2，20a3，20b1，20b2，20b3分別設(shè)置在羅可夫斯基線圈1a，1a，1a，1b，1b，1b的周圍。每個(gè)傳感器單元20a1，20a2，20a3，20b1，20b2，20b3通過(guò)光學(xué)傳輸裝置32與合并單元40連接。上游系統(tǒng)104(例如保護(hù)單元和/或控制單元)與合并單元40通過(guò)第二光學(xué)傳輸裝置103進(jìn)行連接。合并單元40把所有的數(shù)字光信號(hào)，即交變電流數(shù)字測(cè)量值，合并成一合并傳輸信號(hào)，并且把該合并傳輸信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)，所述數(shù)字光信號(hào)是從饋線跨度101中所有的傳感器單元20a1至20b3傳出來(lái)的。
因此，設(shè)置在變電所主電路設(shè)備附近的合并單元40能夠通過(guò)保護(hù)和控制區(qū)域單元傳輸交變電流的測(cè)量值信息，因而，能夠有效地操作傳輸裝置。由于數(shù)字光信號(hào)在合并單元40和電力設(shè)施主控制室中的保護(hù)和/或控制單元之間傳輸，因此即使是在長(zhǎng)距離傳輸中信號(hào)也不會(huì)衰減，因而能夠把交變電流的測(cè)量值高質(zhì)量地提供給保護(hù)和/或控制單元。而且，由于能夠減少已連接了現(xiàn)場(chǎng)的配電主電路設(shè)備或變電所主電路設(shè)備和電力設(shè)施主控制室中的保護(hù)和/或控制單元的多條電纜。而且，能夠最小化安裝變電所設(shè)備的安裝時(shí)間和安裝成本。
另外，還能夠取得下面的效果，作為本發(fā)明中補(bǔ)充效果。也就是說(shuō)，能夠省略傳統(tǒng)上安裝在保護(hù)單元和/或控制單元上用于與配電主電路設(shè)備和/或變電所主電路設(shè)備連接的輸入和輸出電路。保護(hù)單元和/或控制單元的所有輸入和輸出都通過(guò)傳輸裝置來(lái)執(zhí)行，且沒(méi)有處理高電壓和大電流的電路，因而保護(hù)單元和/或控制單元的硬件結(jié)構(gòu)主要由數(shù)字計(jì)算處理部分和通訊部分組成，所述數(shù)字計(jì)算處理部分用于處理保護(hù)功能和/或控制功能，所述通訊部分用于執(zhí)行通訊處理，因此，能夠減少多個(gè)硬件部件。
而且，由于本實(shí)施例的變流器還有由CPU25提供的計(jì)算功能，因而傳統(tǒng)上由保護(hù)單元和/或控制單元來(lái)執(zhí)行的一部分操作可以由變流器中的另一CPU來(lái)執(zhí)行，從而能夠減少保護(hù)單元和/或控制單元的操作負(fù)擔(dān)。而且，通過(guò)部分地承擔(dān)傳統(tǒng)上在保護(hù)單元和/或控制單元中執(zhí)行的計(jì)算，保護(hù)單元和/或控制單元的CPU內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)空閑時(shí)間，因而通過(guò)應(yīng)用空閑時(shí)間，保護(hù)單元和/或控制單元能夠執(zhí)行進(jìn)一步高級(jí)的保護(hù)和/或控制計(jì)算功能和/或監(jiān)視功能。因此，保護(hù)單元和/或控制單元能夠額外地執(zhí)行高級(jí)的保護(hù)和/或控制計(jì)算和/或監(jiān)視功能，從而從整體上來(lái)說(shuō)，變電所保護(hù)和控制系統(tǒng)的性能能夠得到提高。
另外，把交變電流的測(cè)量值的數(shù)字值合并為合并傳輸信號(hào)并不局限于合并成為一個(gè)合并傳輸信號(hào)。下面將解釋合并成為兩個(gè)合并傳輸信號(hào)的例子。也就是說(shuō)，在附圖10中，裝配在斷路器102的母線(busbar)105側(cè)中的羅可夫斯基線圈1a的交變電流的測(cè)量值被用于線保護(hù)繼電器(未示出)。另一方面，裝配在斷路器102的饋電電纜(未示出)側(cè)中的羅可夫斯基線圈1b的交變電流的測(cè)量值被用于總線保護(hù)繼電器(未示出)的保護(hù)操作。
對(duì)于保護(hù)繼電器來(lái)說(shuō)，用上述的設(shè)置來(lái)識(shí)別一種發(fā)送電流的測(cè)量值是不必要的，對(duì)于線保護(hù)繼電器，自傳感器單元20a1，20a2，20a3傳輸來(lái)的交變電流的測(cè)量值被合并成第一合并傳輸信號(hào)，并被傳輸?shù)骄€保護(hù)繼電器。另一方面，對(duì)于總線保護(hù)繼電器，自傳感器單元20b1，20b2，20b3傳輸來(lái)的交變電流的測(cè)量值被合并成第二合并傳輸信號(hào)，并被傳輸?shù)娇偩€保護(hù)繼電器。在合并單元和上游系統(tǒng)104的每一個(gè)單元，例如線保護(hù)繼電器、總線保護(hù)繼電器或者BCU，通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道進(jìn)行連接的情況下，該方法用于產(chǎn)生合并傳輸信號(hào)是特別有效的。
接下來(lái)解釋本發(fā)明實(shí)施例的幾種修改。
關(guān)于第一實(shí)施例，在傳感器單元20的CPU25執(zhí)行的各種計(jì)算功能中，至少部分計(jì)算功能(例如靈敏度補(bǔ)償或相位補(bǔ)償)可以在合并單元40的CPU44中執(zhí)行，而不是在傳感器單元20的CPU25中執(zhí)行，所述部分計(jì)算功能與傳感器單元20和合并單元40之間的數(shù)字傳輸無(wú)關(guān)。很明顯，在本實(shí)施例中也能夠取得與第五實(shí)施例的效果相同的效果。在這種情況下，傳感器單元20的必要功能僅主要是把自羅可夫斯基線圈1輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，并且把數(shù)據(jù)通過(guò)光學(xué)傳輸裝置32傳到合并單元40。因此，能夠去除傳感器單元的CPU25，從而傳感器單元20的組件變成非常簡(jiǎn)單的硬件組件。這里，去除CPU25意味著與CPU相應(yīng)的高精度的控制LSI(大規(guī)模集成)不再是必要的。然而，仍然有必要安裝用于實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換和光傳輸控制所需的最小控制裝置。為了滿足此需要，例如，通過(guò)PLD24的控制，或者萬(wàn)用(versatile)邏輯IC(集成電路)的結(jié)合使得實(shí)現(xiàn)該控制成為可能。
而且，在上述的第五實(shí)施例中，在傳感器單元20中被執(zhí)行的模擬電壓信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的抽樣時(shí)間在傳感器單元20中不是同步處理的，而合并單元40的CPU44基于自上游系統(tǒng)傳輸而來(lái)的抽樣同步信號(hào)執(zhí)行同步補(bǔ)償計(jì)算操作。另一方面，把抽樣同步信號(hào)從合并單元40傳輸?shù)絺鞲衅鲉卧?0，并基于傳感器單元20中的抽樣同步信號(hào)執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的抽樣是可能的。也就是說(shuō)，傳感器單元20中的抽樣時(shí)間能夠通過(guò)電力設(shè)施中常用的時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行同步。
在這種情況下，抽樣同步信號(hào)通過(guò)光學(xué)傳輸裝置從合并單元40傳輸?shù)絺鞲衅鲉卧?0。盡管未示出，但是用于傳輸抽樣同步信號(hào)的光學(xué)傳輸裝置被作為硬件組件分別加入到傳感器單元20和合并單元40中。很明顯，在這種情況下，傳感器單元20可以有也可以沒(méi)有CPU25，無(wú)論哪種情況都可以應(yīng)用于該結(jié)構(gòu)。不過(guò)，在這兩種情況下，通過(guò)合并單元40的CPU44加入時(shí)間戳都是有效的。
在該修改的例子中，很明顯，也能夠取得與第五實(shí)施例的效果相同的效果，另外，還有以下效果。也就是說(shuō)，在該修改的例子中，在多個(gè)傳感器單元20中的模擬電壓信號(hào)的抽樣時(shí)間基于常用于電力設(shè)施的時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)而被同步。因而合并單元40的CPU44不需要進(jìn)行抽樣同步補(bǔ)償操作。因而CPU44的負(fù)荷和開(kāi)發(fā)軟件的負(fù)擔(dān)就減少了。另外，在該修改的例子中，常用于電力設(shè)施的時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)合并單元40傳送到傳感器單元20。然而，通過(guò)設(shè)置硬件組件，從而把常用于變電所的時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直接傳輸?shù)絺鞲衅鲉卧?0，也能夠取得與上述相同的效果。
而且，本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)的實(shí)施例，而是還包括變流器的一個(gè)補(bǔ)充實(shí)施例，在該變流器中，合并單元40通過(guò)每一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道連接到上游系統(tǒng)的每一個(gè)單元，例如線保護(hù)繼電器、總線保護(hù)繼電器或者BCU。根據(jù)該實(shí)施例，能夠簡(jiǎn)化變流器和上游系統(tǒng)之間的信息傳輸，因而整個(gè)系統(tǒng)能夠得到簡(jiǎn)化。這里，在很多情況下，根據(jù)傳輸目標(biāo)，例如線保護(hù)繼電器或總線保護(hù)繼電器，通過(guò)合并單元40產(chǎn)生多個(gè)合并傳輸信號(hào)可能是有效的。
而且，本發(fā)明還包括變流器的一個(gè)補(bǔ)充實(shí)施例，從而電流，合并單元40通過(guò)LAN(局域網(wǎng))連接到上游系統(tǒng)，例如線保護(hù)繼電器、總線保護(hù)繼電器或者BCU的每一個(gè)單元。根據(jù)該實(shí)施例，變流器和上游系統(tǒng)之間的信息傳輸在一LAN上進(jìn)行，因而信息可以在不同位置被共同分享，而且連接部位的結(jié)構(gòu)也能夠標(biāo)準(zhǔn)化。
而且，為了提高變流器整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，羅可夫斯基線圈1、傳感器單元20、集成合并裝置40可以分別有備份。關(guān)于冗余部件，根據(jù)變流器所應(yīng)用的系統(tǒng)需要的成本和可靠性之間的平衡，所有的部件可以全部有備份，或部分有備份，而且冗余可以格式化，這里，不應(yīng)局限于某一冗余部件。
而且，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)化的變流器；不過(guò)，可以把計(jì)算機(jī)化的儀表變壓器結(jié)合成本發(fā)明實(shí)施例的一部分。也就是說(shuō)，當(dāng)采用的儀表變壓器是電子儀表變壓器，并具有數(shù)字輸出，或者是具有模擬信號(hào)的電子儀表變壓器或傳統(tǒng)儀表變壓器附加一轉(zhuǎn)換單元(該轉(zhuǎn)換單元用于傳統(tǒng)變壓器或帶有模擬輸出的電子儀表變壓器的模擬輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換)時(shí)，能夠?qū)θ绲谖鍖?shí)施例所提及的合并單元40進(jìn)行設(shè)置，使其也可以處理來(lái)自儀表變壓器的數(shù)字信號(hào)。合并單元能夠把交變電流的測(cè)量值以及變流器和電子儀表變壓器一起所檢測(cè)的主電路的電壓一起，即，一保護(hù)和控制區(qū)域單元提供的電流信息和電壓信息，傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)。在這種情況下，能夠有效地管理傳輸裝置，進(jìn)一步，電纜的大的測(cè)量值(也能有效地管理)，所述電纜連接在現(xiàn)場(chǎng)分布主電路設(shè)備或變電所主電流設(shè)備之一與電力設(shè)施的主控制室的一保護(hù)單元和/或一控制單元之間。而且，能夠減少安裝變電所設(shè)備的時(shí)間和安裝成本。
根據(jù)該發(fā)明，通過(guò)把羅可夫斯基線圈1與印刷電路板的傳感器單元相結(jié)合，變流器具有優(yōu)良的抗噪音特性，并在電流測(cè)量方面具有更高的精度，所述印刷電路板采用了通用的印刷電路板制造技術(shù)，所述傳感器單元設(shè)置在羅可夫斯基線圈附近，用于把羅可夫斯基線圈的第二輸出電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)。也就是說(shuō)，能夠防止外部磁場(chǎng)對(duì)電流測(cè)量的影響，因?yàn)樨灤┝_可夫斯基線圈中心部位的開(kāi)口的外部磁場(chǎng)的電動(dòng)勢(shì)被抵消了。
權(quán)利要求
1.一種變流器，包括羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括，多層型印刷電路板，其包括相互連接的四個(gè)導(dǎo)電層，并且在中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口，多個(gè)金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔安裝在印刷電路板的兩側(cè)表面和印刷電路板的兩內(nèi)導(dǎo)電層上，第一繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第一電鍍通孔電連接印刷電路板第一外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第一內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第一內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第一外側(cè)表面，第二繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第二電鍍通孔電連接印刷電路板第二外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第二內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第二內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第二外側(cè)表面，所述第一繞組和所述第二繞組被連接成互為鏡像，并且串聯(lián)連接，傳感器單元，該傳感器單元包括，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，和電光轉(zhuǎn)換器，其把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，以及光學(xué)傳輸裝置，其把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)。
2.一種變流器，包括羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括，印刷電路板，其中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿的開(kāi)口，包括多個(gè)疊層，每一個(gè)疊層的中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口，并且印刷電路板至少有三片由芯體材料形成的第一層以及至少兩片由預(yù)浸處理材料形成的第二層，該第二層的每一片都設(shè)置在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的第一層之間，多個(gè)第一金屬箔和多個(gè)第二金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔都分別安裝在由芯體材料形成的第一外層的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面上，第一繞組，其通過(guò)在厚度方向上貫穿第一外層的第一電鍍通孔電連接所述第一金屬箔和所述第二金屬箔而形成，多個(gè)第三金屬箔和多個(gè)第四金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔都分別安裝在由芯體材料形成的第二外層的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面上，第二繞組，其通過(guò)在厚度方向上貫穿第二外層的第二電鍍通孔電連接所述第三金屬箔和所述第四金屬箔而形成，所述第二繞組作為所述第一繞組的鏡像而形成，所述第二金屬箔之一和所述第三金屬箔之一與所述第三電鍍通孔電連接，該第三電鍍通孔在厚度方向上貫穿印刷電路板的多個(gè)疊層，所述第一金屬箔和所述第四金屬箔與所述第三電鍍通孔電斷開(kāi)，從而，所述第一繞組和所述第二繞組以串聯(lián)方式電連接，傳感器單元，其包括，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，和電光轉(zhuǎn)換器，其把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，以及光學(xué)傳輸裝置，其把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述變流器，進(jìn)一步包括從其中提取模擬電壓信號(hào)的第一終端區(qū)，該第一終端區(qū)安裝在由芯體材料形成的第一外層的外側(cè)面上，所述第一終端區(qū)包圍所述第三電鍍通孔并且與該第三電鍍通孔電斷開(kāi)；從其中提取模擬電壓信號(hào)的第二終端區(qū)，該第二終端區(qū)安裝在由芯體材料形成的第二外層的外側(cè)面上，所述第二終端區(qū)包圍所述第三電鍍通孔并且與該第三電鍍通孔電斷開(kāi)；所述第一終端與所述第二終端相互對(duì)稱地設(shè)置。
4.一種變流器，其包括羅可夫斯基線圈，其檢測(cè)配電設(shè)備或變電所主電路設(shè)備的主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括，多層型印刷電路板，其包括相互連接的三個(gè)導(dǎo)電層，且在中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口，多個(gè)第一金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，并且安裝在印刷電路板的第一外側(cè)表面上，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，多個(gè)第二金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，并且安裝在印刷電路板的第二外側(cè)表面上，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，一繞組，通過(guò)在厚度方向上貫穿印刷電路板的電鍍通孔電連接第一金屬箔和第二金屬箔而形成，回流電路線，由環(huán)形金屬箔形成的，其中心大致是所述開(kāi)口的中心，并且該回流電路線安裝在印刷電路板的內(nèi)導(dǎo)電層上，所述繞組和所述回流電路線串聯(lián)連接，傳感器單元，其包括，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，和電光轉(zhuǎn)換器，其把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，以及光學(xué)傳輸裝置，其把數(shù)字光信號(hào)傳輸?shù)缴嫌蜗到y(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的變流器，其中羅可夫斯基線圈包括多個(gè)印刷電路板，所述多個(gè)印刷電路板被設(shè)置成便于各個(gè)印刷電路板的相應(yīng)的中心軸開(kāi)口相互對(duì)準(zhǔn)，并且在所述各個(gè)印刷電路板上形成的繞組相互串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的變流器，進(jìn)一步包括連接所述羅可夫斯基線圈和所述傳感器單元的雙芯絞合線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的變流器，其中所述印刷電路板為正八邊形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的變流器，其中多個(gè)所述羅可夫斯基線圈，多個(gè)所述傳感器單元和多個(gè)所述光學(xué)傳輸裝置都分別為一個(gè)以上，并且所述變流器進(jìn)一步包括合并單元，該合并單元把每一個(gè)從羅可夫斯基線圈輸出的并經(jīng)過(guò)各自傳感器單元的多個(gè)數(shù)字光信號(hào)進(jìn)行合并，以產(chǎn)生至少一個(gè)合并傳輸信號(hào)，并且把該合并傳輸信號(hào)傳送到上游系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變流器，其中合并單元包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，每一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器都把各自的數(shù)字光信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字電信號(hào)；合并裝置，該合并裝置合并各自的第二數(shù)字電信號(hào)，以產(chǎn)生至少一個(gè)電合并傳輸信號(hào)；以及第二電光轉(zhuǎn)換器，該第二電光轉(zhuǎn)換器把所述電合并傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字光信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變流器，其中所述合并單元和所述上游系統(tǒng)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道進(jìn)行連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變流器，其中所述合并單元和所述上游系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行連接。
全文摘要
一種變流器，包括羅可夫斯基線圈，用于檢測(cè)主電路的交變電流，并且以模擬電壓信號(hào)形式輸出交變電流測(cè)量值，該羅可夫斯基線圈包括印刷電路板，該變流器還包括傳感器單元和光學(xué)傳輸裝置。該印刷電路板有四個(gè)導(dǎo)電層，且在中心部位有一個(gè)導(dǎo)體貫穿其中的開(kāi)口，該羅可夫斯基線圈還包括多個(gè)金屬箔，每一個(gè)金屬箔都從一中心以輻射狀延伸，所述中心大致是所述開(kāi)口的中心，每一個(gè)金屬箔安裝在印刷電路板的兩側(cè)表面上和印刷電路板的兩內(nèi)導(dǎo)電層上，第一繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第一電鍍通孔電連接印刷電路板第一外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第一內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第一內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第一外側(cè)表面，第二繞組，其通過(guò)在厚度方向貫穿印刷電路板的第二電鍍通孔電連接印刷電路板第二外側(cè)表面上的金屬箔和印刷電路板第二內(nèi)導(dǎo)電層上的金屬箔而形成，印刷電路板的第二內(nèi)導(dǎo)電層鄰近印刷電路板的第二外側(cè)表面，第一繞組和第二繞組被連接成互為鏡像，并且串聯(lián)連接。傳感器單元包括把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和把數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換器。
文檔編號(hào)H01F27/28GK1415970SQ0215475
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者齋藤實(shí), 前原宏之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝