[发明专利]一种分段式配网电容电流测量电路及其测量方法

权利要求书

1.一种分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：其包括，

中央处理器；

信号发生器，向电压互感器二次侧或开口三角形输送脉冲电流信号；

开口三角电压测量电路，测量电压互感器二次侧或开口三角形返回的三相不平衡电压信号，并上传至所述中央处理器；

过零点检测电路，检测电压互感器二次侧或开口三角形的过零点并一脉冲方式触发所述中央处理器控制脉冲电流信号的注入；

运算放大电路模块，所述中央处理器根据所述开口三角电压测量电路上传的电压信号控制所述运算放大模块的放大倍率；

直流偏置电路，所述中央处理器根据所述开口三角电压测量电路上传的电压信号控制所述直流偏置电路的直流偏置大小；

以及与所述放大电路模块输出端连接的降压滤波电路，所述降压滤波电路的输出端即为测量结果采集端。

2.如权利要求1所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：所述电压互感器二次侧或开口三角形返回的三相不平衡电压信号分为三路，其中，第一路输入至所述开口三角电压测量电路；第二路输入至所述过零点检测电路；第三路输入至所述运算放大电路模块和所述直流偏置电路的控制输入端。

3.如权利要求2所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：在所述第二路和所述第三路的共同输入端设置有一20kHz低通滤波器。

4.如权利要求3所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：还包括设置在20kHz低通滤波器输出端的正弦波转方波模块，其输出端输送至所述中央处理器。

5.如权利要求1所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：所述过零点检测电路包括2500Hz二阶低通滤波器、第三运算放大器、比较器以及单稳态触发器。

6.如权利要求1所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：所述运算放大电路模块包括若干并联设置的且放大倍数范围不同的倍数选择电路、以及运算放大电路。

7.如权利要求6所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：每条所述倍数选择电路包括串联设置的两个电阻、以及受所述中央处理器控制开合的且控制所述倍数选择电路导通的光电耦合开关。

8.如权利要求1所述的分段式配网电容电流测量电路，其特征在于：所述直流偏置电路的输入端受所述中央处理器控制，其与所述运算放大电路模块连通的线路上设置有光电耦合开关。

9.一种如权利要求1所述的分段式配网电容电流测量电路的测量方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)向电压互感器二次侧或开口三角形通过信号发生器注入一固定脉宽的方波脉冲电流信号；

2)测量电压互感器返回的三相不平衡电压信号；

3)对所述电压信号进行叠加过滤处理，并形成电压变化曲线；

4)将所述电压变化曲线分割成若干段连续曲线；

5)根据每段曲线，调整控制所述运算放大电路模块的缩放比例和所述直流偏置电路的直流偏置大小，同时结合所述开口三角电压测量电路返回的电压信号进行判断找到最合适该段曲线的电容电流测量的缩放比例和直流偏置大小；

6)利用过零点检测电路找到过零点，并在所述过零点发出固定脉冲信号，触发所述中央处理器中断步骤1中的脉冲电流信号注入；

7)重复步骤5-6，直至完成整个电压变化曲线的测量。

10.如权利要求9所述的分段式配网电容电流测量电路的测量方法，其特征在于：步骤5中，所述缩放比例和直流偏置大小的调整方法为，当某段曲线的电压信号为负值时，则通过增加直流偏置使其变成正数；当某段曲线的电压信号位于零附近，则通过增加直流偏置和进行运算放大，使其尽量位于测量量程的中间设定范围内；当某段曲线的电压信号超过量程时，则通过减小直流偏置大小和缩放比例，使其位于测量量程的中间设定范围内。