高可靠性高精度電流測量方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種高可靠性高精度電流測量方法及裝置，電流測量傳感器為零磁通電流互感器，采用不開口穿心連接方式接入電流回路，不存在漏磁，電流回路電氣連接點直觀可視，不存在開路風險。裝置具有多級保護功能和屏蔽電路，保護傳感器、電路不會在極端條件下因開路損壞，電流測量范圍簡單可調，其精度幾乎不受到溫度的影響，達到0.02級的水平。本發明專利技術方法可方便接入變電站現場二次電流回路，長期掛網進行電流在線測量，提高了在線監測水平。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉電測量
，具體涉及高可靠性高精度電流測量方法及裝置。
技術介紹
變電站在線監控系統中，需要對變電站中設備的二次回路電流、泄露電流等參量進行實時的在線測量，由于電流測量需要長期掛網運行，對測量接入的可靠性和精度具有很高的要求。現有的方式一般采用直接串聯的方式接入，連接點位于裝置內部，不能直觀判斷回路狀態，并且測量裝置的維護影響到二次回路的連接。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述
技術介紹
中存在的問題，提供一種高可靠性高精度電流測量方法及裝置，可在變電站現場保證可靠性的前提條件下，實現回路電流的高精度測量，方便檢修維護和測量測試。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：一種高可靠性高精度電流測量裝置，包括零磁通電流互感器，其特征在于，零磁通電流互感器采用不開口穿心連接方式接入電流回路，零磁通電流互感器由金屬屏蔽殼包裹，金屬屏蔽殼連接屏蔽電纜，零磁通電流互感器通過屏蔽電纜和屏蔽電纜接頭連接轉換電路，所述的屏蔽電纜接頭位于屏蔽電纜與轉換電流之間，且屏蔽電纜接頭集成有常閉行程開關。不開口是指互感器的磁性材料是閉合成環的。所述的轉換電路采用運放搭建I/V變換電路，電流互感器二次側電流經過鉑電阻流過運放輸出端，運放的輸入端通過兩個1N4148二極管鉗位保護運放。當屏蔽電纜接頭與轉換電路斷開時，自動短接電流互感器二次側回路，所述的轉換電路通過連接座與屏蔽電纜接頭連接。高可靠性高精度電流測量方法，包括以下步驟：零磁通電流互感器、金屬屏蔽殼、屏蔽電纜、屏蔽電纜接頭和連接座安裝于裝置外側，運放設置于裝置內部，電流回路采用不開口穿心連接方式穿過零磁通電流互感器，穿心的匝數可調整；采用屏蔽電纜連接屏蔽殼對零磁通電流互感器二次側回路進行屏蔽保護；屏蔽電纜接頭內置一個常閉行程開關；當屏蔽電纜接頭與連接座斷開時，行程開關的閉合保證電流互感器二次側回路不開路，當屏蔽電纜接頭接上連接座時，連接座內觸頭壓住常閉行程開關彈片，將電流互感器二次側回路連到轉換電路；所述的轉換電路為運放正負端，電流互感器二次側電流經過鉑電阻流過運放輸出端，采用鉑電阻實現I/V變換。裝置是指一臺對電壓電流數據進行采集轉換的設備，裝置內部指的是這臺設備的內部；轉換電路連到該裝置的接口（接口與屏蔽電纜接頭連接）上，裝置接口外頭連的電纜為具有屏蔽層的屏蔽電纜，連接座設置在裝置的外殼上，轉換電路通過接口、屏蔽電纜接頭、屏蔽電纜連接到零磁通電流互感器電流回路。改變零磁通電流互感器穿心的匝數，以及裝置內部運放I/V變換的倍率以改變測量范圍。運放的輸入端通過兩個1N4148二極管鉗位保護當電流互感器過流或者裝置沒有上電時，不會損壞運放。運放的I/V變換電路和屏蔽電纜有效抑制了共模干擾，I/V變換的精度取決于電流互感器精度和鉑電阻精度。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術可在不改變現場二次回路連接的條件下，實現對回路電流高精度的測量，并且裝置具備多級保護功能，保證開路、斷電對傳感器、電路沒有影響。附圖說明圖1為本專利技術的高可靠性高精度電流測量裝置結構圖；其中1零磁通電流互感器，2電流回路，3屏蔽殼，4屏蔽電纜，5常閉行程開關，6接頭，7連接座，8測量裝置內部，9二極管，10鉑電阻。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作更進一步的說明。（1）電流回路2采用不開口穿心連接方式穿過零磁通電流互感器1，穿心的匝數可變。電流互感器穿心一匝變比為1000:1，二匝為2000:1，以此類推。如果測量電流最大為6A，則可設計穿心二匝，電流互感器二次側電流最大為12mA，峰峰值為17mA。不開口是指指互感器的磁性材料是閉合成環的，不能打開。（2）電流互感器二次側電流較小，在一次側電流為250mA時，二次側電流為125uA，采用屏蔽電纜4連接屏蔽殼3對二次側電流回路進行屏蔽保護。（3）屏蔽電纜的接頭6內置一個常閉行程開關5，當與連接座7斷開時，行程開關閉合，保證電流互感器二次側電流回路不開路，當接上連接座時，連接座內觸頭壓住常閉行程開關彈片使常閉行程開關斷開，將電流互感器二次側回路連到運放正負端。二次側回路為互感器的兩根輸出線。（4）由于運放虛短特性，電流互感器二次側等效于短路狀態，二次側電流經過鉑電阻10流過運放輸出端，運放輸出端的電壓值U=-I*R，I為電流互感器二次側電流。輸出值的精度主要與零磁通互感器的精度、電阻的精度有關，采用0.01%的零磁通電流互感器和0.01%精度、溫漂為±2PPM/℃的500歐鉑電阻，可使整個裝置精度達到0.02級，輸出范圍0~6V（交流）。運放需選擇低偏置電流，高共模抑制比的器件，如OPA277。（5）由于異常情況下，電流互感器二次側可能存在過流或者裝置不上電狀態，因此運放的輸入端設計兩個反向的二極管保護運放輸入電位差不會超出容忍范圍。二極管9必須選擇低結電容的器件，保證二極管在正常情況下不會對電路的相位產生額外影響。一種高可靠性高精度電流測量方法，電流測量傳感器為零磁通電流互感器，采用不開口穿心連接方式接入電流回路，電流回路電氣連接點（即屏蔽電纜接頭）直觀可視；裝置具有多級保護功能和屏蔽電路，保護傳感器（即電流互感器）、電路不會在極端條件下因開路損壞；電流測量范圍簡單可調；電流測量精度幾乎不受到溫度的影響，達到0.02級的水平。零磁通電流互感器接入采用穿心連接方式，電氣接點（即屏蔽電纜接頭）不在裝置內部，不增加額外的電氣接點，不改變原有回路的線徑，僅增加了幾個厘米的回路長度，增加0.2VA負荷。裝置具有多級保護功能和屏蔽電路。為了保證電氣接點不在裝置內部，傳感器不是安裝在裝置內部，傳感器具有金屬屏蔽層，傳感器與轉換電路通過屏蔽電纜連接，屏蔽電纜接頭集成短路開關（即常閉行程開關），當傳感器連接頭（即屏蔽電纜接頭）與轉換電路斷開時，自動短接電流互感器回路。轉換電路采用運放搭建I/V變換電路，運放的輸入端通過兩個1N4148二極管鉗位保護當電流互感器過流或者裝置沒有上電時，不會損壞運放。電流測量范圍簡單可調。電流互感器的轉換倍率為1000:1，改變外置電流互感器穿心的匝數，以及內部I/V變換的倍率，即可改變測量范圍。一般情況下最大穿心匝數為8。電流測量精度幾乎不受到溫度的影響，達到0.02級的水平。運放設計的I/V變換電路和屏蔽層有效抑制了共模干擾，設計使用一個無感鉑電阻實現I/V變換，U=-I*R，變換的精度僅受到電流互感器精度和鉑電阻精度的影響。通過本專利技術實現了一種高可靠性高精度電流測量方法及裝置，可在不改變現場二次回路連接的條件下，實現對回路電流高精度的測量，并且裝置具備多級保護功能，保證開路、斷電對傳感器、電路沒有影響，裝置測量精度高，達到0.02級水平。以上所述僅是本專利技術的優選實施方式，應當指出：對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高可靠性高精度電流測量裝置，包括零磁通電流互感器，其特征在于，零磁通電流互感器采用不開口穿心連接方式接入電流回路，零磁通電流互感器由金屬屏蔽殼包裹，金屬屏蔽殼連接屏蔽電纜，零磁通電流互感器通過屏蔽電纜和屏蔽電纜接頭連接轉換電路，所述的屏蔽電纜接頭位于屏蔽電纜與轉換電流之間，且屏蔽電纜接頭集成有常閉行程開關。

【技術特征摘要】
1.一種高可靠性高精度電流測量裝置，包括零磁通電流互感器，其特征在于，零磁通電流互感器采用不開口穿心連接方式接入電流回路，零磁通電流互感器由金屬屏蔽殼包裹，金屬屏蔽殼連接屏蔽電纜，零磁通電流互感器通過屏蔽電纜和屏蔽電纜接頭連接轉換電路，所述的屏蔽電纜接頭位于屏蔽電纜與轉換電流之間，且屏蔽電纜接頭集成有常閉行程開關。
2.根據權利要求1所述的一種高可靠性高精度電流測量裝置，其特征在于，所述的轉換電路采用運放搭建I/V變換電路，電流互感器二次側電流經過鉑電阻流過運放輸出端，運放的輸入端通過兩個1N4148二極管鉗位保護運放。
3.根據權利要求1所述的一種高可靠性高精度電流測量裝置，其特征在于，當屏蔽電纜接頭與轉換電路斷開時，自動短接電流互感器二次側回路，所述的轉換電路通過連接座與屏蔽電纜接頭連接。
4.采用權利要求1-3任意一項所述的裝置的高可靠性高精度電流測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
零磁通電流互感器、金屬屏蔽殼、屏蔽電纜、屏蔽電纜接頭和連接座安裝于裝置外側，運放設置于裝置內部，電流回路采用不開...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊世海，趙雙雙，陳銘明，盧樹峰，徐敏銳，李志新，陳剛，戴太文，陳晶，
申請(專利權)人：江蘇省電力公司電力科學研究院，國家電網公司，福建億榕信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32