一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路，其包括依次连接的信号获取电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块和第二次滤波电路模块，输入保护电路模块连接于第一次放大电路模块的输入端，并设计有为整个电路提供电源的电源电路模块；设备主机的调节增益信号连接第二次程控放大电路模块用以调节放大增益。本实用新型可用以将现场的高频脉冲电流信号转化成误差小、干扰少的电压信号给设备主机，提高了测量准确率，便于进行快捷准确的分析处理，且信号处理过程中放大增益可调，利于检测设备主机数据分析处理。
【专利说明】—种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路。
【背景技术】
[0002]目前，在采用高频脉冲电流法带电检测变压器的局放领域中，由于传感器放大装置设计简单，具有一定的缺陷，体现如下几个方面:
[0003]1、现场对干扰信号的处理技术不成熟，造成输入到检测系统主机的信号误差大、具输出不稳定、干扰信号多、测量不准确等特点；
[0004]2、设计带宽窄，无法完全覆盖由变压器局部放电产生的高频信号频率范围，导致部分频带信号无法采集到；
[0005]3、信号处理过程中放大增益不可调，无法根据信号强弱调节放大倍数，不利于检测系统主机数据分析处理。
[0006]由于检测局部放电信号类型全面、频率范围广、易于实现，高频脉冲电流法成为目前国际上普遍采用方法。但由于变压器实际运行环境复杂存在多种噪声干扰，因此采取有效的技术手段滤除现场噪声的干扰尤为重要。目前现有的高频脉冲电流传感器信号调理电路都只采用一级滤波的方式对原始信号进行滤除噪声处理，滤除效果不甚理想，不能为检测仪主机提供清晰信号，从而影响系统对变压器局部放电检测的准确性。现有的信号调理电路都采用单独的放大装置，不仅需要单独的电源供电，且接线复杂影响变压器局部放电检测的工作效率。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路，用以将现场的高频脉冲电流信号转化成误差小、干扰少的电压信号给便携式变压器局部放电带电检测设备主机，提高了测量准确率，便于进行快捷准确的分析处理，且信号处理过程中放大增益可调，可根据信号强弱调节放大倍数，利于检测设备主机数据分析处理。
[0008]本实用新型的另一目的在于提供一种无需外部电源或内置电池供电的用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路，包括信号获取电路模块、输入保护电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块、第二次滤波电路模块和电源电路模块；
[0011]由电源电路模块为整个电路提供电源；
[0012]信号获取电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块和第二次滤波电路模块依次连接，输入保护电路模块连接于第一次放大电路模块的输入端；
[0013]第二次程控放大电路模块包括第二放大器、模拟开关和反相器，第二放大器的同相输入端连接第一次滤波电路模块的输出端，反相输入端连接模拟开关的输出端，便携式变压器局部放电带电检测设备主机的调节增益信号连接至反相器的输入端，反相器的输出端连接至模拟开关的控制端。
[0014]上述电源电路模块的电源引自便携式变压器局部放电带电检测设备主机。
[0015]本实用新型应用实施后将给电力变压器局部放电检测工作带来巨大的方便，具有如下有益效果:
[0016]1、对原始信号进行两次放大滤波处理，在第一次信号放大后首次对信号进行滤波处理，滤除大部分干扰噪声；随后对信号进行第二次放大后滤除剩余干扰信号提供给变压器局部放电带电检测设备主机，方便该主机对信号进行快捷、准确的分析处理；
[0017]2、采用设备主机直接供电，模块内设计有专门的电源处理电路能将设备主机提供的交流电通过整流、稳压处理后为整个信号调理电路模块提供电源，从而无需外部电源或内置电池供电；
[0018]3、具备增益O?60dB调节功能，通过系统程序根据现场实际信号强弱，随时对信号增益进行调节；
[0019]4、将整个电流传感器信号调理电路模块镶嵌在高频CT内部与CT形成一体式结构，方便现场安装接线提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型中信号传输流程图；
[0021]图2为本实用新型的系统电路图；
[0022]以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详述。
【具体实施方式】
[0023]如图2所示，本实用新型一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路包括信号获取电路模块、输入保护电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块、第二次滤波电路模块和电源电路模块；如图1所示，信号获取电路模块将高频电流传感器通过罗氏线圈耦合的高频脉冲电流信号转化为高频电压信号，经第一次放大电路模块的第一次信号放大、第一次滤波电路模块的第一次滤波、第二次程控放大电路模块的第二次信号放大、第二次滤波电路模块的第二次滤波后将电压信号传输至便携式变压器局部放电带电检测设备主机。
[0024]如图2所示，信号获取电路模块包括电阻R14、R15、R16、R17、耦合电容Cl，将Jl接线端子的I号管脚连接高频电流传感器T的PINl端口，J2接线端子的I号管脚连接高频电流传感器T的PIN2端口，用于接收高频电流传感器T通过罗氏线圈耦合变压器局部放电产生的高频脉冲电流信号，此高频脉冲电流信号经电阻RH、R15、R16、R17将高频脉冲电流信号转化成电压信号，然后通过耦合电容Cl对该电压信号进行耦合完成对原始信号的采集；
[0025]输入保护电路模块包括BAV99开关二极管D1，该开关二极管Dl的两个管脚分别接到电路的VSS端，当输入电压大于Vmax时，该开关二极管Dl中的一个二极管将导通，将输入电压控制在-5V - +5V之间，防止输入电压过大烧毁整个信号调理电路。
[0026]第一次放大电路模块3包括电阻Rl、R2、R2A、R3、R4、放大器UlA (采用AD8058AR芯片)和电容C2、C2A，信号获取电路模块输出的电压信号分别经电阻R2和电阻R2A进入放大器UlA的同相输入端和反相输入端，放大倍数为R4/R3=15倍，负反馈电阻R4与电容C2、C2A并联后连接于放大器UlA的反相输入端与输出端之间,放大器UlA的8号管脚接VDD, 4号管脚接GND，放大器UlA的3号管脚经电阻Rl接VSS，2号管脚经电阻R3接VSS ；
[0027]第一次滤波电路模块主要由电感L2、电容C3A、C3构成，电感L2 —端连接放大器UlA的输出端(I号管脚)，另一端连接电容C3A、C3，对放大后的原始信号进行第一次滤波，滤除大部分噪声；
[0028]第二次程控放大电路模块主要由放大器U1B、模拟开关U2和反相器U3A组成，通过系统程序将便携式变压器局部放电带电检测设备主机的调节增益信号由接线端子J3引入，再经变压器Tl、电感LI传递给反相器U3A，反相器U3A的5、6号管脚分别接模拟开关U2的1、8号管脚，通过控制模拟开关U2的通断来控制电阻R6、R7、R7A、R8的连接方式，从而实现调节系统程序所需要的增益大小；如:使模拟开关U2的NOl与COMl断开，N04与COM4导通，则第二次程控放大电路放大倍数为(R7/R7A) /RS=Il倍。
[0029]通过第一次、第二次放大，本实用新型的信号调理电路，放大增益可根据现场信号强弱在O?60dB之间任意调节，方便系统对局部放电信号进行分析处理提高系统检测的效率及速率。
[0030]第二次滤波电路模块主要由电感L1、电容C4和电阻R9构成，对在第一次滤波电路模块中未被滤除的干扰信号进行第二次滤波；
[0031]电源电路模块主要包括整流器D2和稳压芯片U4，便携式变压器局部放电带电检测设备主机提供的电源由接线端子J3引入，再经变压器Tl、电感LI传至整流器D2，经整流器D2整流、稳压芯片U4稳压后为本实用新型提供VDD、VSS电源，这样，本实用新型各个模块的电源由便携式变压器局部放电带电检测设备主机提供，无需外接电源。
[0032]设计安装时，将本实用新型的电流传感器信号调理电路模块化设计，再将此模块镶嵌在高频电流传感器内部与高频电流传感器形成一体式结构，方便现场安装接线提高了工作效率。
【权利要求】
1.一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路，其特征在于:包括信号获取电路模块、输入保护电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块、第二次滤波电路模块和电源电路模块； 由电源电路模块为整个电路提供电源； 信号获取电路模块、第一次放大电路模块、第一次滤波电路模块、第二次程控放大电路模块和第二次滤波电路模块依次连接，输入保护电路模块连接于第一次放大电路模块的输入端; 第二次程控放大电路模块包括第二放大器、模拟开关和反相器，第二放大器的同相输入端连接第一次滤波电路模块的输出端，反相输入端连接模拟开关的输出端，便携式变压器局部放电带电检测设备主机的调节增益信号连接至反相器的输入端，反相器的输出端连接至模拟开关的控制端。
2.根据权利要求1所述的一种用于高频脉冲电流传感器的信号调理电路，其特征在于:上述电源电路模块的电源引自便携式变压器局部放电带电检测设备主机。
【文档编号】G01R31/14GK203720240SQ201420049809
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】邓敏, 蔡怡然, 李文裴, 许志铕 申请人:云南电网公司德宏供电局, 厦门红相电力设备股份有限公司