[发明专利]一种微弱电流信号监测系统

说明书

一种微弱电流信号监测系统，包括电流传感器、数据采集系统、积分器、电光转换器、光纤、光电转换器、分析平台。电流传感器的输出直接传输给数据采集系统进行信号采集，将模拟信号转换为数字信号，然后采用积分器对其进行积分还原，积分后的数据输出经过电光转换器转换为光信号，然后利用光纤传输至低压端电路中，低压端电路中的光电转换器将光信号转换成电信号，然后传输给分析平台进行分析处理。分析平台用于对被监测电流进行参数计算、趋势预测、数据存储、波形显示，并采用EMD‑HHT时频分析方法提取信号的特征，实现各分量的准确提取。本发明监测系统测量范围广，小电流时可测量毫安级，大电流时可测量百安级电流，精度高，应用广泛。

技术领域

本发明涉及电力系统监测领域，具体涉及一种微弱电流信号监测系统，用于对运行中的设备进行故障的监测。

背景技术

电力系统的安全运行离不开组成电力系统的设备，要求通过状态监测判断其设备各个部件的运行状态，识别故障的早期征兆，并采取相应的措施避免故障的进一步恶化。但有些电力设备因结构等原因，难以用一般方法对其进行监测，故应采用特殊的监测方法。

为了提高电力系统的运行稳定性及可靠性，有必要对电力系统设备检测技术进行研究，并研制检测平台，提高现场事故抢修效率。电力设备故障可能有多种原因，其中大多伴随着故障电流信号的出现，因此对故障电流信号的监测非常重要。然而目前缺乏适用于结构比较复杂、测量困难等设备的故障电流监测的电流传感器及监测系统，如电力变压器，卡板等，导致这些设备发生故障时无法及时定位，降低了其运行稳定性和可靠性。针对电力系统中各种设备的运行故障，目前并没有可行的监测方案实施在线监测与故障诊断。

发明内容

本发明提供一种微弱电流信号监测系统，通过实时在线采集电流波形，分析平台可以通过监测电流进行参数计算、趋势预测、数据存储、波形显示，并采用EMD_HHT计算出归一化时频谱，提取故障特性量，实现对设备运行状态的综合诊断，识别早期故障特征，并进行有效的故障诊断，以便采取预防措施，避免事故发生。

本发明采取的技术方案为：

一种微弱电流信号监测系统，包括电流传感器、数据采集系统、积分器、电光转换器、光纤、光电转换器、分析平台。电流传感器的输出直接传输给数据采集系统进行信号采集，将模拟信号转换为数字信号，然后采用积分器对其进行积分还原，积分后的数据输出经过电光转换器转换为光信号，然后利用光纤传输至低压端电路中，低压端电路中的光电转换器将光信号转换成电信号，然后传输给分析平台进行分析处理。分析平台用于对被监测电流进行参数计算、趋势预测、数据存储、波形显示，并采用EMD-HHT时频分析方法提取信号的特征，实现各分量的准确提取。

所述电流传感器采用方形结构Rogowski线圈，其结构是4根缠绕线圈的直线型Rogowski线圈，4根直线型线圈首尾相接，固定在环氧树脂板上。

所述方形Rogowski线圈的结构为：骨架为两个半环形式，四个线圈分成两组，分别位于两个半环上，通过导线实现线圈输出的相连；测量时，两个半环可以打开，形成开合式结构，从而可以方便的测量被测导线上的电流，无需导线断开，可对工作中的设备实现测量。

方形Rogowski线圈四个边加在一起，电压输出为：

所述电流传感器由两个传感器组成：第一传感器①、第二传感器②，每个传感器由四个直线型线圈构成一个方形结构的Rogowski线圈，两个传感器骨架的结构和尺寸相同，不同点在于线圈匝数不一样，第一传感器①线圈匝数少，为200匝，用于大电流的测量，第二传感器②线圈匝数多，为1000匝，用于小电流的测量，通过两个线圈的配合实现宽动态范围内电流的精确测量。该监测系统测量范围广，小电流时可测量毫安级，大电流时可测量百安级电流，精度高，应用广泛。