[发明专利]用于多路母线电流检测的电流互感器及其电流检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统监测和保护领域，具体来说，涉及一种用于多路母线电流检测的电流互感器及其电流检测方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，对于电力的需求日益增长。电力系统在各个环节和不同层次具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。测量电流是一种获取电力系统信息的常规手段。目前电力系统中大量使用的传统电磁式电流互感器存在着磁饱和、电磁干扰、动态范围小、频带范围窄以及易燃易爆等问题。同时，传统的电磁式电流互感器使用模拟输出，与近年来快速发展的数字化电网不相匹配，这一切极大制约了电力系统向网络化、智能化方向发展。

为了解决这一问题，人们开始研究电子式互感器(ECT)，电子式互感器具有电磁式互感器所不具备的优点：优良绝缘性、体积小、价格低、无磁饱和现象、无高压开路危险、频率响应宽、适应电力计量和保护数字化、智能化发展的潮流。

目前，电子式互感器分为全光型和混合型两种。全光型电流互感器无需高压供电，简化了高压端的设计，但是灵敏度以及易受温度等因素影响，稳定性和可靠性存在问题。同时，全光型电流互感器成本高，难以大规模应用。混合型电流互感器技术相对比较成熟，具有广阔的应用前景，但是高压端需要供电，增加了系统复杂度。高压端供电技术被国际少数几家大公司垄断，制约了国内电力行业的发展。

如何有效地降低高压端功耗是混合型电流互感器的一个发展方向。2001年，华中科技大学提出了通过利用Rogowski线圈、积分器以及压频转换器的OCT方案，使用的是传统的CT供能方案，但是由于压频转换器的功耗较大，OCT整体功耗降低不明显。2005年，日本冈山大学提出了利用(TbY)IG晶体制作成条状磁畴结构，以此来感应母线电流周围的磁场变化，继而得到母线电流的变化。此方案的缺点在于测量装置易受到外界温度、磁场的干扰，测量精度不高。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于多路母线电流检测的电流互感器，该电流互感器具有低功耗的功效，且可以同时对多路母线电流进行准确测量。同时，还提供了该电流互感器的母线电流检测方法，该检测方法具有测量精度高的功效，可以同时对多路母线电流进行测量。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种用于多路母线电流检测的电流互感器，该电流互感器包括传感光源、与传感光源连接的快速光衰减器，以及分别与快速光衰减器连接的信号调理模块和信号解调模块；所述的传感光源的输出端与快速光衰减器的光输入端连接；快速光衰减器的电输入端与信号调理模块的输出端连接；快速光衰减器的光输出端与信号解调模块的输入端连接；所述的信号调理模块包括工作点设置模块、第二加法器和n个并联的电流调理单元，每个电流调理单元包括待测电流、第一加法器、直流偏量、乘法器和载波信号，第一加法器的第一输入端与待测电流的输出端连接，第一加法器的第二输入端与直流偏量的输出端连接，第一加法器的输出端与乘法器的第一输入端连接，乘法器的第二输入端与载波信号的输出端连接，每个电流调理单元中的乘法器的输出端与第二加法器的一个输入端连接，第二加法器的输出端与工作点设置模块的输入端连接；每个电流调理单元中的待测电流为信号调理模块的输入端，工作点设置模块的输出端为信号调理模块的输出端；n个电流调理单元中的载波信号的频率均不相同；n为大于1的正整数；所述的信号解调模块包括光电接收机和n个并联的电流解调单元，每个电流解调单元包括带通滤波器、包络检波器、交流直流分离模块、除法器和输出电压，带通滤波器的输出端与包络检波器的输入端连接，包络检波器的输出端与交流直流分离模块的输入端连接，交流直流分离模块的输出端与除法器的输入端连接，除法器的输出端与输出电压的输入端连接，每个电流解调单元中的带通滤波器的输入端与光电接收机的输出端连接，光电接收机的输入端与快速光衰减器的光输出端连接；光电接收机的输入端作为信号解调模块的输入端，每个电流解调单元中的输出电压作为信号解调模块的输出端；n个电流解调单元中的带通滤波器的带通截止频率均不相同。