一种高压输电线路中大电流测量装置的制作方法

本发明属于电气工程领域，特别涉及一种高压输电线路中大电流测量装置。

背景技术：

近年随着国民经济的高速发展，电网容量和输电距离不断增大，电网运行电压也不断提升。在保证系统的安全运行、提高电力生产的质量的前提下，还要充分发挥设备的运行能力，因此对电力系统运行的参数进行实时监测提出了新的更高的要求。长期以来，高压电网上的电流测量工作一直是由传统的电磁式电流互感器来完成的。然而电流互感器存在的问题是:磁饱和、频带窄、铁磁谐振、动态范围小及油易燃易爆等。这些在新一代电力系统的在线检测、高精度故障诊断、电力数字网等领域的应用中，越来越暴露出局限性。

光纤传感器以其极高的灵敏度和精度、固有的安全性、抗电磁场干扰、高绝缘强度，以及耐高温、耐腐蚀、质轻、柔韧宽频带、集传感与传输于一体，能与数字通信系统兼容等突出特性，在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、生物医疗，以及环保、电力、冶金、交通运输、轻纺、食品等，国民经济各部门的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断及安全报警等方面有着广泛的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压输电线路中大电流测量装置，通过以下技术方案来实现：

该测量装置的硬件电路由电流测量探头部分、光电转换电路、光纤传输部分、解调电路和单片机系统5大部分组成。系统总体方案如图1所示，采用了传统电流互感器，系统工作时，将由电流互感器转化成0～5a的小电流经光推动单元变为光脉冲使led发光，通过光纤传输经光电转换器件pd转变成电信号再经触发器将光脉冲还原成脉冲宽度，这样含有被测量信息的信号就可以送到单片机系统进行处理，并实现显示、打印、报警等功能。

所述探头是有源线路，通过硅太阳能电池与蓄电池结合供电，有太阳光时，由硅太阳电池向负载供电，同时向蓄电池充电，无太阳光时，由蓄电池向负载供电。

所述电流传感器探头结构简单，用导线绕在框架上，传感器采用2个完全相同线圈，1个线圈用作测量线圈，一个用作差动补偿线圈，构成差动补偿结构，使得2个线圈回路的温漂以及时漂作为共模信号相互抵消。

所述单片机系统采用8031单片机，键盘、显示采用8279芯片。

附图说明

图1是所述高压输电线路中大电流测量装置总体方案示意图。

图2是所述装置信号调解电路图。

图3是所述装置单片机系统整体框图。

图4是所述装置信号处理软件流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种高压输电线路中大电流测量装置，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是所述高压输电线路中大电流测量装置总体方案示意图，系统工作时，将由电流互感器转化成0～5a的小电流经光推动单元变为光脉冲使led发光，通过光纤传输经光电转换器件pd转变成电信号再经触发器将光脉冲还原成脉冲宽度，这样含有被测量信息的信号就可以送到送到单片机系统进行处理，并实现显示、打印、报警等功能。

所述探头是有源线路，通过硅太阳能电池与蓄电池结合供电，有太阳光时，由硅太阳电池向负载供电，同时向蓄电池充电，无太阳光时，由蓄电池向负载供电。

涡流传感器探头结构简单，是用导线绕在框架上的。为了提高涡流传感器的温度稳定性，减小温漂，传感器采用2个完全相同线圈。1个线圈用作测量线圈，一个用作差动补偿线圈，构成差动补偿结构，使得2个线圈回路的温漂以及时漂作为共模信号相互抵消，从而提高对温漂的抑制能力。

对从电流互感器2次侧得到的0～5a的电流通过整流电路转换成脉动的单极性直流电压信号。这个脉动的单极性直流电压信号既含有直流、一次谐波及高谐次波成份，还有一些干扰信号，不能直接提供给后续电路，需要经过滤波电路将其中平滑的直流信号提取出来。

在电压—脉宽变换电路中，利用运放的“虚短”特性，把被测信号转换成电流信号，把上一环节的电流信号调制成脉宽信号。

把脉宽信号调制成脉位信号。这一作用是通过把脉宽信号送到2个分别是正、负边沿触发的单稳态d4047中，记录下脉宽信号正、负边沿的位置，就实现了从脉宽到脉冲位置的调制。把从脉宽调制得到的2个脉冲位置信号送到cd4047或门中，来驱动led发光，就变成了光脉冲，再把光脉冲耦合到光纤中进行传输。

如图2所示，把光纤传输的光脉冲信号再通过光电转换元件(光电二极管pd)，将光信号转换成电信号。再经过由lf412和双d触发器cd4013构成的解调电路把光脉冲信号还原成脉冲宽度信号,这样含有被测量信息的信号就可以送到单片机系统进行处理并实现显示、打印、报警等功能。

当脉宽信号恢复出来以后，送到8031的p34端，如图3所示，利用其内部计数器t0对输入脉冲进行计数。然后进行实现显示、打印、报警等功能，信号处理软件流程图如图4所示。

技术特征：

技术总结
本发明设计了一种高压输电线路中大电流测量装置，采用传统的电流互感器作探头，把被测电流信号转化为小电流信号，经过一个特殊的微功耗调制电路把被测电流信号转化成脉宽、脉位调制的光脉冲信号，再通过光纤将调制的被测信号传输到仪表控制端进行处理。

技术研发人员：李国欣;魏亚然;苏莘;张飞宇;陈洋宇;邵威
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2018.12.04
技术公布日：2019.02.15