[发明专利]一种宽测量范围的电流互感器信号传输系统及传输方法

说明书

一种宽测量范围的电流互感器信号传输系统及传输方法，属于电气工程测量领域。包括由光纤连接的高压侧和低压侧，其特征在于：电流互感器的输出端同时连接区间信息判断模块和信号调理模块的输入端，信号调理模块的输出端连接待测信号驱动模块的输入端，区间信息判断模块的输出端分别连接区间信息驱动模块和可变限流电阻模块的输入端，可变限流电阻模块根据区间信息判断模块输出的不同信号而改变向待测信号驱动模块输出的电阻值。在本宽测量范围的电流互感器信号传输系统及传输方法中，通过设置区间信息判断模块，对电流互感器输出信号的区间信息进行判断，并通过区间信息改变待测信号传输时的波形幅值，提高了待测信号在幅值较小的情况下信噪比。

技术领域

一种宽测量范围的电流互感器信号传输系统及传输方法，属于电气工程测量领域。

背景技术

在现有技术中，电流互感器在应用过程中主要起到测量和保护的作用，其中保护用电流互感器目前多使用空心线圈作为高压侧的传感器件，测量用电流互感器多使用低功率电流互感器（Low Power Current Transformer，简称为LPCT）作为高压侧的传感器件，由于LPCT具有十分宽广的线性度范围，如目前的LPCT在稳态下、20倍额定电流范围内，其比值误差和相位误差均已能够达到0.2级要求，因此LPCT完全可以担负起计量和保护的双重功能，鉴于该原因，并考虑到成本因素，目前市面上的电子式电流互感器产品在高压侧传感头的选择上，很多企业使用了单个LPCT的方案。

而在高压侧的信号转换器方面，目前主要有光强调制式、（V/F）转换式和模数（A/D）转换式，其中压频转换和模数转换所能传输的频带均受限，而对于保护测量一体化来说，使用光强调制式作为高压侧信号转换方案，无需在高压侧进行A/D采样，可直接将代表母线电流的模拟电压信号驱动LED发光，用连续的LED发光强度表示母线电流信号，目前LED的频带可以达到100MHz，因此这种方式可以轻松实现5MHz频带宽度的信号传送，这对行波保护是非常有利的。由此可见，利用一个LPCT同时作为测量和保护器件，并利用光强调制方式实现信号的传输，使用这种方式进行电子式电流互感器的设计，在成本和传输频带上比目前市面产品具有明显优势。

然而，利用单个LPCT并使用光强调制方式的存在以下不足：LPCT利用取样电阻输出的反映母线电流的电压信号其范围是受到高压侧电路电源电压限制的，例如，若高压侧电路使用+5V电源，那么对5P20精度的测量保护一体化电流互感器来说，当额定电流为300A时，针对保护倍数为20而言，则意味着0~6000A范围的电流信号要对应于该0~5V范围的电压信号进行反映，若设计电路用5V峰峰值（V_pp）的动态范围电压来表示6000A的电流，那么对于300A的额定电流来说需要使用250mV动态范围的电压来表示，而15A电流（5%的额定电流）就要使用12.5mV的动态范围来表示。

一般来说，电流互感器在运行时，由于故障发生的概率极小，因此其绝大部分时间处于测量的使用状态，而由上述可知，当利用如此小动态范围的信号对15A电流进行测量时，由于其信噪比较低，故对该信号的测量精度也较低，可见，对于使用一个LPCT实现保护测量一体化的电流互感器来说，保证大的测量范围和在该范围内保证一个较高的精度尤其是小电流的测量精度，两者难以兼顾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置区间信息判断模块，对电流互感器输出信号的区间信息进行判断，并通过区间信息改变待测信号传输时的波形幅值，提高了待测信号在幅值较小的情况下信噪比的宽测量范围的电流互感器信号传输系统及传输方法。