一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電流檢測裝置，尤其涉及一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國工業(yè)發(fā)展升級(jí)的驅(qū)動(dòng)下，電力設(shè)備的安全性使用越來越受到重視。電流傳感器作為一個(gè)兼具保護(hù)性和監(jiān)控作用的工具，將會(huì)在未來的電網(wǎng)中起到更重要的意義。相比國外同類產(chǎn)品，國內(nèi)的電流傳感器技術(shù)還有很大的差距需要彌補(bǔ)和提高。
[0003]隨著城市用電量的增加，使得供電設(shè)備經(jīng)常處于超負(fù)荷預(yù)裝狀態(tài)，電源設(shè)備面臨的考驗(yàn)也越來越大，電子設(shè)備60%的故障都來自電源。隨著電源問題日益突出的嚴(yán)重性，電源技術(shù)漸漸被廣大廠商重視，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢，保護(hù)電源的設(shè)備也隨之誕生，檢測電流或電壓的傳感器應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]電流傳感器是指能感受被測電流并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，在國內(nèi)外的用途非常廣泛。
[0005]電流傳感器對變電站的電力輸出進(jìn)行監(jiān)控，可以減少地方電網(wǎng)故障所造成的停電時(shí)間。電流傳感器可以對供電電纜進(jìn)行電流監(jiān)控，若是電纜出線超負(fù)荷，這些電流傳感器可將一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他相中，或者是新鋪設(shè)的電纜中，保護(hù)電纜的安全使用和運(yùn)行。
[0006]交流電流傳感器(ACcurrent sensor，AC current transducer)是一種檢測交流電流的裝置，能感受到被測交流電流的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。按照敏感元件的感應(yīng)原理，交流電流傳感器可分為:電磁式電流互感器，羅氏線圈，Anyffay變頻電流傳感器，霍爾電流傳感器等。
[0007]目前，電力系統(tǒng)所應(yīng)用的電流測量都是由帶鐵芯的電流互感器完成。這類電流傳感器隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，其體積、重量以及本身的空載損耗都增加很快，功耗非常高，價(jià)格也不菲。鐵芯不僅引入了比差和角差等測量誤差，而且還存在多種非線性因素，如磁飽和、渦流效應(yīng)、銅耗及磁滯損耗等，這些都對測量精度和測量范圍有很大的影響。此外，CT的安裝、檢修都極不方便，容易造成人身安全事故。
[0008]近些年來，由于光纖技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了光纖電流傳感器傳感方法，主要原理是利用磁光晶體的法拉弟效應(yīng).根據(jù)of = VB1，通過對法拉弟旋轉(zhuǎn)角OF的測量，可得到電流所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度，從而可以計(jì)算出電流大小。
[0009]雖然它解決了傳統(tǒng)CT所存在的高壓絕緣問題和安全問題，但存在著技術(shù)要求高，易受外界環(huán)境影響，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。尤其是，光纖電流傳感器對轉(zhuǎn)動(dòng)十分敏感，由于輸電線路多為野外架空的工況狀態(tài)，環(huán)境擾動(dòng)因素較多，在實(shí)際應(yīng)用中存在較多誤判現(xiàn)象。
[0010]可見，無論是傳統(tǒng)的交流電流傳感器還是近年來發(fā)展的光纖電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中均存在技術(shù)問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是為提高高壓輸電線路電流檢測的穩(wěn)定性、降低傳統(tǒng)交流電流傳感器的功耗，提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的交流電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中存在的功耗大、易燒損、通信能力差的問題，同時(shí)克服光纖電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中存在的波動(dòng)性大、容易誤報(bào)的問題。
[0012]具體的，本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0013]首先，本實(shí)用新型提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測裝置包括高壓輸電線路電流采集部分和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分組成；所述高壓輸電線路電流采集部分包括磁位計(jì)、積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、無鐵芯電流互感器和互感電流穩(wěn)壓電路；所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分包括光電轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器和通信模塊；所述磁位計(jì)由非磁性圓環(huán)及均勻分布的密繞線圈組成，高壓輸電線路穿過所述非磁性圓環(huán)，所述密繞線圈的兩個(gè)抽頭與積分電路連接，所述積分電路將電壓信號(hào)輸出至所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制信號(hào)，所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，所述光電轉(zhuǎn)換器通過光纖與信號(hào)處理器連接，所述信號(hào)處理器將電流檢測值通過通信模塊進(jìn)行傳輸；高壓輸電線路穿過所述無鐵芯電流互感器，所述無鐵芯電流互感器與互感電源穩(wěn)壓電路連接并輸出低壓至積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路作為參考電壓，并為光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分供電。
[0014]進(jìn)一步的，為提高積分電路的穩(wěn)定性并進(jìn)一步降低功耗，所述積分電路采用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器。
[0015]進(jìn)一步的，根據(jù)高壓輸電線路的輸電特點(diǎn)，可選的，所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路采用電壓/頻率變換集成芯片，滿度為150kHz，非線性誤差小于0.05%，動(dòng)態(tài)范圍為100dB，電壓基準(zhǔn)輸出為1.0OVo
[0016]進(jìn)一步的，為降低功耗，便于維護(hù)，所述光電轉(zhuǎn)換器為發(fā)光二極管。
[0017]進(jìn)一步的，為提供可靠的參比電壓并保障相關(guān)設(shè)備的工作穩(wěn)定性，所述互感電源穩(wěn)壓電路的輸出電壓為5-10V。
[0018]進(jìn)一步的，根據(jù)實(shí)際工作需要和工況環(huán)境，可選的，所述通信模塊為無線通信模塊、GSM通信模塊、3G通信模塊或4G通信模塊。
[0019]進(jìn)一步的，為實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，減小誤差，且避免不必要的過高的精度，
[0020]所述高壓輸電線路電流檢測裝置的變比為200: 1-200: 5。
[0021]本實(shí)用新型相比于傳統(tǒng)的交流電流傳感器和近年來發(fā)展的光纖電流傳感器在高壓輸電線路的電流檢測中具有以下技術(shù)效果:
[0022](I)集成度高，功耗低。本實(shí)用新型采用了微電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用且商業(yè)化程度高、工業(yè)化應(yīng)用穩(wěn)定的通用的電壓/頻率變換集成芯片、斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器、信號(hào)處理器和通信模塊，盡量采用集成電路對低壓信號(hào)進(jìn)行處理，避免了高功耗元件的采用，同時(shí)，自取電進(jìn)行供電，避免了蓄電池、太陽能電池等的應(yīng)用，有效的降低了設(shè)備的外部供電，這也有利于整個(gè)設(shè)備的重量降低，避免人工安裝作業(yè)時(shí)的施工難度大的缺點(diǎn)。
[0023](2)檢測靈敏度設(shè)置恰當(dāng)。結(jié)合高壓輸電線路的工作特點(diǎn)，本實(shí)用新型避免了高精度的功耗維持和硬件設(shè)備成本過高，同時(shí)避免誤報(bào)率高的缺點(diǎn)。
[0024](3)遠(yuǎn)程監(jiān)控方便。通信模塊的引入有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少了線路巡檢的工作量和工作難度。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型中低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型中積分電路的等效電路圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型中互感電流穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清楚、明確，下面結(jié)合圖1-3對本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步詳述。應(yīng)當(dāng)理解，下述【具體實(shí)施方式】僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本實(shí)用新型。