[实用新型]一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流检测装置，尤其涉及一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置。

背景技术

在我国工业发展升级的驱动下，电力设备的安全性使用越来越受到重视。电流传感器作为一个兼具保护性和监控作用的工具，将会在未来的电网中起到更重要的意义。相比国外同类产品，国内的电流传感器技术还有很大的差距需要弥补和提高。

随着城市用电量的增加，使得供电设备经常处于超负荷预装状态，电源设备面临的考验也越来越大，电子设备60％的故障都来自电源。随着电源问题日益突出的严重性，电源技术渐渐被广大厂商重视，具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，保护电源的设备也随之诞生，检测电流或电压的传感器应运而生。

电流传感器是指能感受被测电流并转换成可用输出信号的传感器，在国内外的用途非常广泛。

电流传感器对变电站的电力输出进行监控，可以减少地方电网故障所造成的停电时间。电流传感器可以对供电电缆进行电流监控，若是电缆出线超负荷，这些电流传感器可将一部分负荷转移到其他相中，或者是新铺设的电缆中，保护电缆的安全使用和运行。

交流电流传感器(AC current sensor，AC current transducer)是一种检测交流电流的装置，能感受到被测交流电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。按照敏感元件的感应原理，交流电流传感器可分为：电磁式电流互感器，罗氏线圈，AnyWay变频电流传感器，霍尔电流传感器等。

目前，电力系统所应用的电流测量都是由带铁芯的电流互感器完成。这类电流传感器随着电网电压等级的提高，其体积、重量以及本身的空载损耗都增加很快，功耗非常高，价格也不菲。铁芯不仅引入了比差和角差等测量误差，而且还存在多种非线性因素，如磁饱和、涡流效应、铜耗及磁滞损耗等，这些都对测量精度和测量范围有很大的影响。此外，CT的安装、检修都极不方便，容易造成人身安全事故。

近些年来，由于光纤技术的发展，出现了光纤电流传感器传感方法，主要原理是利用磁光晶体的法拉弟效应.根据of＝VB1，通过对法拉弟旋转角0F的测量，可得到电流所产生的磁场强度，从而可以计算出电流大小。

虽然它解决了传统CT所存在的高压绝缘问题和安全问题，但存在着技术要求高，易受外界环境影响，价格昂贵等缺点。尤其是，光纤电流传感器对转动十分敏感，由于输电线路多为野外架空的工况状态，环境扰动因素较多，在实际应用中存在较多误判现象。

可见，无论是传统的交流电流传感器还是近年来发展的光纤电流传感器在高压输电线路的电流检测中均存在技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为提高高压输电线路电流检测的稳定性、降低传统交流电流传感器的功耗，提供了一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置，所要解决的技术问题是传统的交流电流传感器在高压输电线路的电流检测中存在的功耗大、易烧损、通信能力差的问题，同时克服光纤电流传感器在高压输电线路的电流检测中存在的波动性大、容易误报的问题。

具体的，本实用新型通过如下技术方案实现：

首先，本实用新型提供了一种低功耗光电混合型高压输电线路电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括高压输电线路电流采集部分和光电信号转换传输部分组成；所述高压输电线路电流采集部分包括磁位计、积分电路、电压/频率转换电路、无铁芯电流互感器和互感电流稳压电路；所述光电信号转换传输部分包括光电转换器、信号处理器和通信模块；所述磁位计由非磁性圆环及均匀分布的密绕线圈组成，高压输电线路穿过所述非磁性圆环，所述密绕线圈的两个抽头与积分电路连接，所述积分电路将电压信号输出至所述电压/频率转换电路将电压信号转换为频率调制信号，所述电压/频率转换电路与所述光电转换器连接，所述光电转换器通过光纤与信号处理器连接，所述信号处理器将电流检测值通过通信模块进行传输；高压输电线路穿过所述无铁芯电流互感器，所述无铁芯电流互感器与互感电源稳压电路连接并输出低压至积分电路、电压/频率转换电路作为参考电压，并为光电信号转换传输部分供电。

进一步的，为提高积分电路的稳定性并进一步降低功耗，所述积分电路采用斩波稳零集成运算放大器。

进一步的，根据高压输电线路的输电特点，可选的，所述电压/频率转换电路采用电压/频率变换集成芯片，满度为150kHz，非线性误差小于0.05％，动态范围为100dB，电压基准输出为1.00V。