[实用新型]一种脉冲电流接收模块

说明书

一种脉冲电流接收模块，包括：聚磁环、反馈线圈绕组、磁传感芯片及信号处理电路；信号处理电路包括模数转换器、微处理模块、数模转换器、功率放大电路；微处理模块通过模数转换器采集磁传感器芯片输出的电压信号；微处理模块包括依次连接的正交锁相放大器、PID控制器和信号判别单元，正交锁相放大器用于选频以得到选频信号幅值，PID控制器用于根据选频信号幅值计算控制补偿量，数模转换器将基于控制补偿量生成补偿控制电压波形数据转换成模拟电压信号，功率放大电路将模拟电压信号放大并驱动反馈线圈绕组产生选频反馈磁场，信号判别单元用于根据选频信号幅值和控制补偿量进行脉冲电流信号的判别。本实用新型可以减小接收模块的整体功耗。

技术领域

本实用新型属于电流感测技术领域，具体涉及一种用于特征电流信号识别的脉冲电流接收模块。

背景技术

低压台区拓扑识别是智能电网建设的重要环节。由于低压台区线路结构复杂、用电量多，台区档案不完善、换表信息更新不及时，管理投入不足等，常常导致无法确保低压台区拓扑关系的可靠性。因此需要在低压台区中引入拓扑识别技术，校验和修正现有的台区拓扑关系。目前的电力台区识别技术主要有数据相关分析识别技术、电力线载波电压注入识别技术、脉冲电流输入识别技术。其中，数据相关分析识别技术的特征信号不可控，电力线载波电压注入识别技术无法识别拓扑的分支节点，所以目前的低压台区拓扑识别主要采用脉冲电流注入识别技术。

脉冲电流注入识别主要通过脉冲电流(拓扑信号)注入模块和脉冲电流接收模块来实现。脉冲电流注入模块用于向线路中注入特征电流信号，脉冲电流接收模块用于根据线路中的特征电流信号进行拓扑识别。脉冲电流接收模块有基于罗氏线圈的脉冲电流接收模块和基于磁传感器芯片的脉冲电流接收模块。基于罗氏线圈的脉冲电流接收模块依据电磁感应原理，一次侧流过脉冲单流信号时，绕制于空芯聚磁环的二次侧绕组中的电流与一次侧的被测电流成正比，通过对二次侧的电流信号进行处理分析，还原出脉冲电流的信息，进行拓扑结构的判断。罗氏线圈相比于互感器，无磁芯饱和现象、带宽高，成本低，但由缺少高磁导率的磁芯，灵敏度较低。

基于磁传感芯片的脉冲电流接收模块通过磁传感器芯片检测一次侧的脉冲电流信号，并转换成差分电压信号输出；通过分析处理磁传感器芯片输出的电压信号还原出脉冲电流信息，进行拓扑结构的判断。开环式磁传感器芯片脉冲电流接收模块相比于闭环式磁传感芯片脉冲电流接收模块，具有结构简单，功耗较小的优点，但精度低、带宽窄，不利于脉冲电流信号的检测。闭环式磁传感芯片脉冲电流接收模块，由于磁传感芯片工作在零磁通附近，因而具有更快的响应时间和精度，但由于引进了选频反馈电流，提高了整体功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低功耗的用于低压台区拓扑识别的脉冲电流接收模块。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种脉冲电流接收模块，具有供被测导体穿过的通孔，其包括：聚磁环、绕制于所述聚磁环上的反馈线圈绕组、设置于所述聚磁环缺口处或开口处的磁传感芯片，与所述磁传感器芯片相连的信号处理电路；所述信号处理电路包括与所述磁传感器芯片连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的微处理模块、与所述微处理模块连接的数模转换器、与所述数模转换器连接的功率放大电路；所述微处理模块通过所述模数转换器采集所述磁传感器芯片输出的电压信号；所述微处理模块包括依次连接的正交锁相放大器、PID控制器和信号判别单元，所述正交锁相放大器用于进行选频，以得到选频信号幅值，所述选频信号幅值是和特征脉冲电流频率相同的信号幅值，所述PID控制器用于根据选频信号幅值计算控制补偿量，所述数模转换器将基于所述控制补偿量生成补偿控制电压波形数据转换成模拟电压信号，所述功率放大电路将所述模拟电压信号放大并驱动所述反馈线圈绕组产生选频反馈磁场，所述信号判别单元用于在达到零磁通时根据所述选频信号幅值和所述控制补偿量进行脉冲电流信号的判别，当所述选频信号幅值和所述控制补偿量为0时，判定线路中不存在特征脉冲电流信号，否则判定线路中存在脉冲电流信号。

进一步的，所述聚磁环为弧形或C型的硅钢片或薄膜合金或纳米晶片或空心骨架。