专利名称：一种电子式互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种互感器，尤其涉及一种基于罗氏(Rogowski )线圈的电子式互感器。
背景技术：
互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器将输入的高电压或大电流变换为标准低电压(100V)或标准低电流(5A或1A)，以便实现测量、设备保护，以及自动化控制等功能。互感器也可以用来隔开高电压系统，以保护人身和设备安全。由于供电系统的电压电流相差悬殊(电流可以从几安到几万安)，因此，对互感器的要求也相对很高，需要互感器经受大电流大电压，需要互感器具有良好的测量准确度，也需要互感器非常安全，能对异常情况作出准确的测量、判断，并提供准确的信息使得系统实现保护和预警。目前已经出现的互感器主要有三类电磁式、电子式、光电式。电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。电磁式互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。电磁式电流互感器二次回路不能开路，低压侧存在开路危险。电网正常运行时电流互感器流过的电流不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。电磁式电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，同一互感器很难同时满足测量和继电保护的需要。电磁式互感器传送的是模拟信号，电站中的测量、控制和继电保护传统上都是通过同轴电缆将电气传感器测量的电信号传输到控制室。当多个不同的装置需要同一个互感器的信号时，就需要进行复杂的二次接线，这种传统的结构不可避免地会受到电磁场的干扰。电子式互感器和光电式互感器属于比较新型的互感器，在原理上与传统互感器有着本质的区别，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象，从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好，保证了系统运行的高可靠性。其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。其中的光电式互感器用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服传统电磁式互感器所存在的不足，提供一种基于罗氏线圈的电子式互感器，该互感器具有良好的暂态响应性和稳定性，且结构简单，测量精度高。本实用新型的电子式互感器包括与主回路耦合连接的罗氏线圈，与罗氏线圈电连接的高压侧电路，与高压侧电路信号连接的低压侧电路，以及为高压侧电路和低压侧电路提供电源的供电电路；所述高压侧电路包括顺次连接的积分电路、A/D转换电路和主控 CPU ；积分电路的输入端与所述罗氏线圈连接；主控CPU与所述低压侧电路信号连接。[0007]优选地，所述低压侧电路包括顺次连接的FPGA电路、DSP电路、嵌入式网络模块和数字输出口 ；FPGA电路与所述主控CPU信号连接。优选地，所述供电电路包括顺次连接的罗氏线圈、衰减模块、整流电路、滤波电路、 稳压电路；所述罗氏线圈与所述主回路耦合连接；稳压电路分别与所述高压侧电路、低压侧电路连接，提供其所需电能。进一步地，所述供电电路还包括与所述稳压电路连接的蓄电池，从而可将多余的电能通过蓄电池存储起来。进一步地，所述供电电路还包括非线性反馈电路，其输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与所述衰减电路的控制端连接。根据滤波电路输出的信号大小对衰减模块进行自动控制，使之衰减倍率合适。相比传统的电磁式互感器，本实用新型的电子式互感器具有以下优点动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽，可同时满足测量和继电保护的需要；可以测出高压电力线上的谐波，以便进行电网电流暂态、高频大电流与直流的测量；数据传输抗干扰能力强，可以很方便地进行数据通信，可以将互感器以及需要取用互感器信号的装置构成一个现场总线网络，从而实现数据共享；由于其固有的抗电磁干扰性能， 在恶劣的电站环境中更是显示出了无与伦比的优越性；同时，用电缆进行信号传输，简单、 经济。
图1为本实用新型的电子式互感器结构及原理示意图；图2为罗氏线圈的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明本实用新型的电子式互感器，如图1所示，包括Rogowski线圈、高压侧电路、低压侧电路和供电电路四部分；待测量主回路穿过罗氏线圈；高压侧电路包括顺次连接的积分电路、A/D转换电路和主控CPU，积分电路的输入端与所述罗氏线圈连接；低压侧电路包括顺次连接的FPGA电路、DSP电路、嵌入式网络模块和数字输出口，FPGA电路与主控CPU通过电缆信号连接；供电电路包括顺次连接的罗氏线圈、衰减模块、整流电路、滤波电路、稳压电路，罗氏线圈与所述主回路耦合连接，稳压电路分别与所述高压侧电路、低压侧电路连接， 提供其所需电能；供电电路还包括与稳压电路连接的蓄电池，以及非线性反馈电路。非线性反馈电路的输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与所述衰减电路的控制端连接。罗氏线圈是电流互感器中最常用的传感单元。它是将导线均勻密绕在环形等截面非磁性骨架上而形成的空心电感线圈，如图2所示，其输出电压e正比于被测电流的变化率，如下式式中M为线圈的互感；i为被测电流。[0021]积分电路通过对罗氏线圈输出电压e(t)的积分，可以还原出被测电流信号，其原理如下式所示
权利要求1.一种电子式互感器，包括与主回路耦合连接的罗氏线圈，与罗氏线圈电连接的高压侧电路，与高压侧电路信号连接的低压侧电路，以及为高压侧电路和低压侧电路提供电源的供电电路；其特征在于，所述高压侧电路包括顺次连接的积分电路、A/D转换电路和主控CPU ；积分电路的输入端与所述罗氏线圈连接；主控CPU与所述低压侧电路信号连接。
2.如权利要求1所述电子式互感器，其特征在于，所述低压侧电路包括顺次连接的 FPGA电路、DSP电路、嵌入式网络模块和数字输出口 ；FPGA电路与所述主控CPU信号连接。
3.如权利要求1所述电子式互感器，其特征在于，所述供电电路包括顺次连接的罗氏线圈、衰减模块、整流电路、滤波电路、稳压电路；所述罗氏线圈与所述主回路耦合连接；稳压电路分别与所述高压侧电路、低压侧电路连接，提供其所需电能。
4.如权利要求3所述电子式互感器，其特征在于，所述供电电路还包括与所述稳压电路连接的蓄电池。
5.如权利要求3所述电子式互感器，其特征在于，所述供电电路还包括非线性反馈电路，其输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与所述衰减电路的控制端连接。
6.如权利要求1所述电子式互感器，其特征在于，主控CPU与低压侧电路通过电缆信号连接。
7.如权利要求1所述电子式互感器，其特征在于，所述电子式互感器整体安装于一电磁屏蔽外壳内。
8.如权利要求1所述电子式互感器，其特征在于，所述A/D转换电路包括逐次逼近型高速A/D转换芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种电子式互感器。该电子式互感器包括与主回路耦合连接的罗氏线圈，与罗氏线圈电连接的高压侧电路，与高压侧电路信号连接的低压侧电路，以及为高压侧电路和低压侧电路提供电源的供电电路；高压侧电路包括顺次连接的积分电路、A/D转换电路和主控CPU；积分电路的输入端与所述罗氏线圈连接；主控CPU与所述低压侧电路信号连接。进一步地，本实用新型的供电电路包括顺次连接的罗氏线圈、衰减模块、整流电路、滤波电路、稳压电路；罗氏线圈与主回路耦合连接；稳压电路分别与高压侧电路、低压侧电路连接，提供其所需电能。相比传统电磁式互感器，本实用新型具有动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽、结构简单、安全可靠性好等优点。
文档编号H01F38/28GK202134396SQ20112025646
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者杨焕峥 申请人:杨焕峥