电流监测仪和电流监测系统的制作方法_2

文档序号:9303697阅读:来源:国知局
路电流的监测 过程如下:将第一传感器和第二传感器套在输电杆塔上,当输电杆塔被雷击时产生的雷电 流经过第一传感器时,第一传感器通过其输出端将雷电流传输给电流处理器,电流处理器 对接收到的雷电流进行相应处理,并输出对应的处理信号;当雷击、相间短路和相地短路时 其中任一产生的工频短路电流经过第二传感器时,第二传感器通过其输出端将工频短路电 流传输给电流处理器,电流处理器对接收到的工频短路电流进行相应处理,并输出对应的 处理信号。通过第一传感器和第二传感器分别将检测到的雷电流和工频短路电流传输给电 流处理器,电流处理器分别对雷电流和工频短路电流进行相应的处理,解决了现有技术中 无法同时监测雷电流与工频短路电流的问题,从而实现了对雷电流和工频短路电流的同时 监测。
[0035] 图2是根据本发明实施例所提供的一种电流监测仪中的电流处理器的示意图,如 图2所示,在该优选实施例中,电流处理器包括第一预处理器、第二预处理器和子处理器。 第一预处理器与第一传感器相连接,用于对雷电流进行预处理,其中,该第一预处理器主要 是对雷电流进行积分和模数转换等预处理;第二预处理器与第二传感器相连接,用于对工 频短路电流进行预处理,该第二预处理器主要是对工频短路电流进行阻抗匹配和滤波等预 处理;子处理器与第一预处理器和第二预处理器均相连接,用于接收并处理第一处理器的 处理结果和第二处理器的处理结果。
[0036] 根据本发明的上述实施例,第一预处理器可以通过其所包括的积分电路(即积分 器)和数模转换电路实现对雷电流的积分和模数转换,其中,积分电路与第一传感器连接, 用于对第一传感器的输出信号进行积分,得到表示雷电流的模拟信号;模数转换电路与积 分电路相连接,用于将积分电路输出的模拟信号转换为数字信号。子处理器可以包括雷电 流处理模块,该雷电流处理模块与模数转换电路连接,用于对模数转换电路输出的数字信 号进行采集、滤波并缓存。
[0037] 通过本发明,由于第一传感器采用的是罗氏线圈传感器,而罗氏线圈传感器输出 的信号是对检测到的雷电流信号进行了微分后的信号,通过积分电路对罗氏线圈传感器输 出的信号进行积分还原,以得到表示真实雷电流的模拟信号,然后通过模数转换电路将经 过积分电路还原后的雷电流的模拟信号转换为数字信号,子处理器将得到的数字信号进行 采集、滤波和缓存,提高了对雷电流进行监测的精度的效果。
[0038] 进一步地,第一预处理器中还可以包括衰减电路,其中衰减电路与积分电路相连 接,因为罗氏线圈传感器输出的雷电流幅值较高,超出了后续电路的工作电压,因此需要对 经模数电路转换成数字信号的雷电流进行衰减,以达到后续电路进行处理的电压范围;第 一预处理器还可以包括电平抬升电路,与衰减电路相连接,由于雷电流有正负极性,而后续 的有源器件多采用单电源供电方式,因此需要对输入的雷电流信号进行电平抬升处理,将 输入的雷电流信号变换成正常电压范围;第一预处理器还可以包括第一滤波电路,设置在 电路抬升电路与模数转换电路之间,第一滤波电路对输入的雷电流信号进行模拟滤波,消 除干扰信号,可以使输入信号的效果更好;第一预处理器还包括第一触发电路,连接在第一 滤波电路与雷电流处理模块之间,当雷电流信号经过第一滤波电路滤波后,第一触发器触 发雷电流处理模块对经过模数转换电路输出的数字信号进行采集、滤波及缓存。通过第一 预处理器中设置衰减电路、电平抬升电路、第一滤波电路和第一触发器,来对雷电流信号进 行处理,达到了进一步提高雷电流信号监测精确度的效果。
[0039] 根据本发明的上述实施例,第二预处理器包括阻抗匹配电路,阻抗匹配电路与第 二传感器连接,用于匹配第二传感器的输出阻抗和工频短路电流的阻抗;子处理器还可以 包括工频短路电流处理模块,该工频短路电流处理模块与阻抗电路相连接,用于对阻抗电 路的输出信号进行模数转换、滤波并缓存。具有此种结构的电流监测仪的工作原理如下:
[0040] 第二传感器可以套在不同形状的铁塔上,当产生工频短路电流时,第二传感器的 输出端向阻抗匹配电路输出工频短路电流,匹配第二传感器的输出阻抗和工频短路电流的 阻抗后,进入设置在子处理器中的工频短路电流模块,其中工频短路电流模块与阻抗电路 相连接,工频短路电流模块对阻抗电路输出的信号进行模数转换、滤波并缓存,从而完成对 工频短路电流的监测。
[0041] 进一步地,第二预处理器还可以包括第二滤波电路和第二触发电路,其中,第二滤 波电路与阻抗匹配电路相连接,用于对阻抗匹配电路输出的信号进行滤波;第二触发电路 连接在第二滤波电路与工频短路电流处理模块之间,当工频短路电流经过第二滤波电路进 行滤波后,第二触发电路触发工频短路电流处理模块对第二滤波电路的输出信号进行描述 转换、滤波并缓存,通过第二预处理器中设置阻抗匹配电路、第二滤波电路和第二触发器, 来对工频短路电流进行处理,达到了提高工频短路电流监测精确度的效果。
[0042] 优选地,如图2和图3所示,一个电流监测仪可以包括n个第一传感器,n个第二 传感器以及n个处理器,其中n为2以上的自然数。n个第一传感器和n个第二传感器可 以套在同一杆塔的不同部位,用于检测不同部位的雷电流和工频短路电流。其中,子处理器 Ci用于处理第一传感器Sli和第二传感器S2i检测到的电流,i依次取1至n。
[0043] 通过在电流检测仪中设置多个第一传感器、第二传感器和子处理器,达到了同时 对杆塔不同部位的雷电流和工频短路电流进行检测的效果。
[0044] 根据本发明的上述实施例,电流监测仪还包括主处理器,与每个电流处理器均相 连接,对子处理器的输出信号进行编码,对编码后的数据进行缓存。电流监测仪还可以包括 存储器,与主处理器连接,用来存储主处理器编码后的数据,不同于子处理器的存储功能, 存储器可以进行长期的存储。
[0045] 优选地,电流监测仪还可以包括定位装置,可以读取出现雷电流和工频短路电流 的地理位置信息,其中定位装置可以为GPS装置,利用GPS装置对电流监测仪进行时间同 步;电流监测仪还可以包括传输装置,用来传输定位装置读取到的地理位置信息、以及传输 监测到的雷电流或工频短路电流信息,从而可以对因雷电流或工频短路电流导致的电力故 障进行快速定位,节省了大量的人力和物力。
[0046] 进一步的,电流监测仪还可以包括蓄电池和供电装置,蓄电池用来给电流处理器 供电;供电装置用来给蓄电池供电。
[0047] 图4是利用本发明实施例的电流监测仪对被测设备进行电流监测的示意图,如图 4所示,本样机共计设计了 4个雷电流通道(L1~L4),4个工频短路电流通道(L5~L6), 试验采用的是REARS0N电流监视器为标准信号采集装置,利用8/20ys冲击电流发生器产 生雷电流,利用工频短路电流发生器产生工频短路电流,利用数字存储示波器采集监测波 形,在进行雷电流监测过程中,依次预置8/20US冲击电流发生器输出电流为5kA、50kA、 110kA,进行正负各1次冲击放电试验,分别从数字存储示波器上和被测设备读取相应的 读数;在进行工频短路电路监测过程中,依次预置工频电流发生器输出电流为〇. 3kA、5kA、 10kA,进行1次冲击放电试验,分别从数字存储示波器上和被测设备读取相应的读数。其 中,L为标准信号采集装置,按下式分别计算监测误差:
[0048] (1)幅值误差
[0049]
[0050] 式中:
[0051] 6--幅值误差;
[0052] ImO--数字存储示波器幅值读数;
[0053] Iml--被测样品幅值读数
[0054] (2)波头时间误差
[0055]
[0056] 式中:
[0057] a--波头时间误差;
[0058] TmO--数字存储示波器波形波头时间;
[0059] Tml--被测
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