配電網(wǎng)線路電流采集裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)設備領域，尤其是涉及一種配電網(wǎng)線路電流采集裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前，對于配電網(wǎng)線路電流的測量通常都是在配電網(wǎng)線路的出線端安裝有環(huán)形鐵芯電流互感器，電流互感器后面配備專門的檢測儀表或測控裝置來實現(xiàn)。配電網(wǎng)線路電流采集裝置的安裝需要穿心安裝，將導線截斷再固定安裝，并且需要配備配置外部電源，測控裝置可以將配電網(wǎng)每條出線的線路電流等信息傳送給變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)。對于智能變電站的線路電流測量也是在線路的出線端配置羅氏線圈電流互感器，該電流互感器的輸出信息通過合并單元處理后，以數(shù)字信息發(fā)送給智能站的通信交換機，其他設備通過GOOGSE報文或SV報文的形式可以獲得該條線路的沒周波80點報文信息，而對于配電網(wǎng)線路的各個分支線路上的電流測量目前還沒有專門的測量裝置。
【發(fā)明內容】
[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種配電網(wǎng)線路電流采集裝置及方法，解決了配電網(wǎng)線路的分支線路上電流測量的問題，且不需要外部電源，在安裝時也無需將配電網(wǎng)線路導線進行截斷。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0005]—種配電網(wǎng)線路電流采集裝置，配電網(wǎng)線路電流采集裝置包括弧形鐵芯電流互感器、微處理器、數(shù)據(jù)通信模塊和電源模塊，所述弧形鐵芯電流互感器經(jīng)積分電路與所述微處理器連接，所述數(shù)據(jù)通信模塊連接微處理器，所述積分電路、微處理器和數(shù)據(jù)通信模塊均與所述電源模塊連接;所述弧形鐵芯電流互感器包括弧形鐵芯、二次線圈、積分電路、支架和瓷瓶絕緣子，所述二次線圈包括測量繞組和電源繞組，所述測量繞組和電源繞組繞制在所述弧形鐵芯上，所述測量繞組的兩端與所述積分電路連接，所述電源繞組的兩端與所述積分電路連接，所述弧形鐵芯和積分電路均設置在所述支架內，所述支架設置在所述瓷瓶絕緣子內；所述瓷瓶絕緣子底部設置有通孔。
[0006]優(yōu)選的，所述弧形鐵芯采用高導磁性能的硅鋼材料。
[0007]所述弧形鐵芯的圓心角角度范圍為60°-180°。
[0008]優(yōu)選的，所述積分電路包括整流單元和濾波單元，所述整流單元的輸出端與所述濾波單元的輸入端連接。
[0009]優(yōu)選的，所述弧形鐵芯的截面為圓形或矩形。
[0010]優(yōu)選的，所述積分電路設置在所述支架的底部。
[0011]優(yōu)選的，所述電源模塊包括采用由非晶合金材料制成的柱形鐵芯、柱形鐵芯上的電源繞組以及整流濾波電路組成。
[0012]優(yōu)選的，配電網(wǎng)線路電流采集裝置還包括絕緣支柱外套。
[0013]—種配電網(wǎng)線路電流采集方法，包括如下步驟:
[0014]電源模塊的柱形鐵芯沿與一次導線垂直的平面水平放置，柱形鐵芯上繞制有電源繞組，電源繞組經(jīng)與電源繞組連接的橋式整流濾波電路輸出恒定的直流電壓，為弧形鐵芯電流互感器、微處理器、數(shù)據(jù)通信模塊供電；
[0015]弧形鐵芯電流互感器采集配電網(wǎng)線路導線上的一次電流信號，并經(jīng)積分電路產(chǎn)生與一次電流成正比的二次電壓；
[0016]微處理器獲取弧形鐵芯電流互感器得到的電流信號及電壓信號，對積分電路輸出的電壓信號進行采樣處理，計算其基波及諧波信號的大小及相位；
[0017]將電流信號及微處理器處理后的電壓信號經(jīng)數(shù)據(jù)通信模塊發(fā)送后臺進行分析處理。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明利用非環(huán)形嵌套鐵芯結合二次電子設備及無線通信構成的配電網(wǎng)分支線路的電流采集裝置，該裝置通過無線通信方式將配電網(wǎng)支路電流信息發(fā)送給后臺軟件，由后臺進行分析處理。該裝置不需要將配電網(wǎng)線路導線進行截斷進行安裝，同時可以室外的惡略環(huán)境下長期使用。
[0020]本發(fā)明不需要配置外部電源，其工作是利用其電源線圈感應的電動勢進行工作，只要配電網(wǎng)線路上有電流存在，電流采集裝置便能正常工作，線路短時停電時，啟動內部微處理器的可充電鋰電池進行工作。
[0021]本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂澆鑄的絕緣固定安裝支架與絕緣支柱外套，絕緣支架用于用于內部電子部分與互感器的安裝固定，絕緣支柱外套用于保證電子部分與一次電流導線有足夠的絕緣距離及爬電距離，同時保證電子部分不會被外部的日光、雨滴、灰塵等損害，同時便于該裝置在線路上的安裝于固定。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明配電網(wǎng)線路電流采集裝置的結構框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明弧形鐵芯電流互感器的結構示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明弧形鐵芯電流互感器的另一結構示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明一種配電網(wǎng)線路電流采集方法的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明包括弧形鐵芯電流互感器、微處理器、數(shù)據(jù)通信模塊和電源模塊，弧形鐵芯電流互感器經(jīng)積分電路與微處理器連接，數(shù)據(jù)通信模塊連接微處理器，積分電路、微處理器和數(shù)據(jù)通信模塊均與電源模塊連接。
[0028]弧形鐵芯電流互感器包括弧形鐵芯、二次線圈、積分電路、支架和瓷瓶絕緣子，二次線圈包括測量繞組和電源繞組，測量繞組和電源繞組繞制在所述弧形鐵芯上，測量繞組的兩端與所述積分電路連接，電源繞組的兩端與積分電路連接，弧形鐵芯和積分電路均設置在支架內，支架設置在所述瓷瓶絕緣子內；瓷瓶絕緣子底部設置有通孔。
[0029]在一個實施例中，如圖2所示，弧形鐵芯電流互感器包括弧形鐵芯1、二次線圈、積分電路5、支架4和瓷瓶絕緣子7 ο弧形鐵芯I為高導磁性能的硅鋼材料，其圓心角的角度范圍為60°-180°，本實施例的弧形鐵芯I的圓心角為60°。
[0030]二次線圈包括測量繞組2和電源繞組3，測量繞組2和電源繞組3繞制在弧形鐵芯I上，測量繞組2的兩端與積分電路5的信號輸入端連接，電源繞組3的兩端與積分電路5的電源輸入端連接。
[0031]積分電路5設置于支架4內部的底部，積分電路包括整流單元和濾波單元，所述整流單元的輸出端與所述濾波單元的輸入端連接。測量繞組2輸出與一次電流的微分成正比的感應電動勢，該感應電動勢的輸出在積分電路5的積分電路中被還原成為與一次電流成正比的電壓輸出，電源繞組3的輸出電動勢也與一次電流的微分成正比，該電動勢輸出被后續(xù)的積分電路5中的整流單元和濾波單元進行整流、濾波及穩(wěn)壓后得到供應積分電路工作的穩(wěn)定的電壓輸出，經(jīng)過積分處理后的測量繞組2的輸出電壓信號可以直接驅動測量儀表及其它電測設備。
[0032]本發(fā)明的弧形鐵芯1、二次線圈安裝在支架4內部的上部，支架4的中心留有供二次線圈引出的的穿孔，將二次線圈的輸出引入支架4的底部，在支架4底部留有安裝積分電路5的空間及螺孔，將積分電路5通過螺栓8固定于支架4底部，支架4作為本弧形鐵芯線圈電流互感器的骨架。
[0033]將上述的電流互感器的弧線鐵芯、二次線圈、支架4、積分電路5安裝完成后，放置在一個中空的瓷瓶絕緣子7內部，積分電路5的二次輸出線通過瓷瓶絕緣子7底部的通孔6引出。支架4為絕緣支架，用于內部電子部分與電流互感器的安裝固定，絕緣支柱外套用于保證電子部分與一次電流導線有足夠的絕緣距離及爬電距離，同時保證電子部分不會被外部的日光、雨滴、灰塵等損害，同時便于實現(xiàn)電流采集裝置在線路上的安裝于固定。
[0034]當使用本發(fā)明進行配電網(wǎng)的電流測量時，只需要將一次電流導線與弧形鐵芯I截面垂直放置，鐵芯與導線不直接接觸，而是通過瓷瓶絕緣子7來與一次導線接觸。設備放置好以后，將積分電路5的二次輸出線與外部測量儀表連接，就可以讀取配電網(wǎng)中的電流。
[0035]本實施例弧形鐵芯電流互感器制作方法的具體步驟如下:
[0036]步驟I):將二次線圈繞制在弧形鐵芯I上，測量繞組2的兩端與積分電路5的信號輸入端連接，電源繞組3的兩端與與積分電路5的電源輸入端連接；
[0037]步驟2):將弧線鐵芯和二次線圈固定安裝于支架4的上部，支架4的中心留有供互感器二次線圈引出的的穿孔，支架4底部留有安裝積分電路5的空間和螺紋孔，將積分電路5通過螺栓8固定于支架4的底部；
[0038]步驟3):將弧線鐵芯、二次線圈、支架4、積分電路5安裝完成后，將其放置在一個中空的瓷瓶絕緣子7內部，在瓷瓶絕緣子7底部開一個通孔6，將積分電路的二次輸出線通過支架4的中心的穿孔和瓷瓶絕緣子7底部的小孔引出；
[0039]步驟4):上述步驟I)、步驟2)和步驟3)完成以后，即可制成完整的弧形鐵芯I線圈電流互感器。
[0040]在一個實施例中，如圖3所示，積分電