一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，包括第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭、信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊和雙通道顯示模塊；所述信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊包括第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路和處理控制子模塊，所述第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路分別與所述第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭連接，所述處理控制子模塊用于對(duì)所述微分電壓信號(hào)進(jìn)行積分處理和AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換；所述雙通道顯示模塊包括處理子模塊和顯示子模塊。本發(fā)明提供的一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)可以對(duì)高低壓線路進(jìn)行雙通道電流檢測和差值比較，檢測誤差小，使用方便。
【專利說明】
一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力供電線路檢測領(lǐng)域，特別涉及一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在輸變電電力系統(tǒng)中，高壓電纜上電流負(fù)荷較大，為提高載流量，通常使用兩條規(guī)格相同的電纜并排敷設(shè)。由于電纜回路電阻不同和敷設(shè)的差異、接觸點(diǎn)老化等諸多因素，會(huì)引起負(fù)載電流分配不均的現(xiàn)象。為了杜絕電流過大帶來的隱患，需要相應(yīng)儀表及時(shí)監(jiān)測線路電流。
[0003]高低壓線路電流的檢測一般通過電流傳感器實(shí)現(xiàn)，分為電磁式電流互感器和電子式電流互感器兩類。
[0004]目前電力系統(tǒng)使用最廣泛的是電磁式電流互感器，通過鐵芯的磁耦合實(shí)現(xiàn)一次二次側(cè)之間的電流傳感過程，用于驅(qū)動(dòng)二次側(cè)電器設(shè)備或供測量儀表使用。但是電磁式電流互感器存在以下缺點(diǎn):絕緣要求復(fù)雜，體積大;輸出端開路產(chǎn)生的高壓對(duì)人員和設(shè)備存在威脅;固有的磁飽和、動(dòng)態(tài)范圍小、頻率響應(yīng)范圍窄;輸出信號(hào)不能直接和微機(jī)相連，難以適應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。
[0005]相比傳統(tǒng)的電磁式電流互感器，電子式電流互感器采用霍爾傳感器、空心線圈或光學(xué)裝置作為一次電流傳感器，產(chǎn)生與一次電流相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換器的輸出可以是模擬量電壓信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，具有體積小、重量輕，絕緣性能好，頻率響應(yīng)范圍寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍大，適合自動(dòng)化測試等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]目前市面上電子式電流互感器能實(shí)現(xiàn)對(duì)單根線纜進(jìn)行電流檢測，但是不能進(jìn)行雙通道電流檢測。要實(shí)現(xiàn)對(duì)于并排敷設(shè)的兩根線纜電流檢測，通常采取單臺(tái)儀表分別進(jìn)行檢測。由于電流測試過程存在時(shí)間差，導(dǎo)致測試結(jié)果誤差大，數(shù)據(jù)同步性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)以上問題，本發(fā)明專利目的在于設(shè)計(jì)了一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，可以對(duì)高低壓線路進(jìn)行雙通道電流檢測和差值比較，檢測誤差小，使用方便。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，包括第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭、信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊和雙通道顯示模塊;其中，
[0009]所述第一羅氏線圈探頭和第二羅氏線圈探頭用于采集電路中電流的微分電壓信號(hào)；
[0010]所述信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊包括第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路和處理控制子模塊，所述第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路分別與所述第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭連接，所述處理控制子模塊用于對(duì)所述微分電壓信號(hào)進(jìn)行積分處理和AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換；
[0011 ]所述雙通道顯示模塊包括處理子模塊和顯示子模塊。
[0012]進(jìn)一步，本發(fā)明所述處理控制子模塊包括積分電路和真有效值轉(zhuǎn)換電路。
[0013]進(jìn)一步，本發(fā)明所述處理控制子模塊采用芯片型號(hào)為CS5480。
[0014]進(jìn)一步，本發(fā)明所述處理子模塊為單片機(jī)MSP430F4351。
[0015]進(jìn)一步，本發(fā)明所述顯示子模塊為IXD液晶顯示屏。
【附圖說明】
[0016]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明，其中:
[0017]圖1是本發(fā)明一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)的模塊圖；
[0018]圖2是本發(fā)明一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)的信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊電路圖；
[0019]圖3是本發(fā)明一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)的積分電路圖；
[0020]圖4是本發(fā)明一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)的真有效值轉(zhuǎn)換電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]本發(fā)明提出了一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖1，包括第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭、信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊和雙通道顯示模塊;可以同時(shí)檢測并顯示兩路交流信號(hào)電流強(qiáng)度、電流比較差值以及電流不平衡度。
[0023]所述第一羅氏線圈探頭和第二羅氏線圈探頭用于采集電路中電流的微分電壓信號(hào);所述信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊包括第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路和處理控制子模塊，所述第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路分別與所述第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭連接，所述處理控制子模塊用于對(duì)所述微分電壓信號(hào)進(jìn)行積分處理和AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換;所述雙通道顯示模塊包括處理子模塊和顯示子模塊。
[0024]本發(fā)明采用羅氏線圈作為電網(wǎng)中電流測量的傳感頭，讓通有電流的電纜垂直穿過線圈的中心，產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而感應(yīng)出與被測電流大小相關(guān)的微分電壓信號(hào)，微分電壓信號(hào)經(jīng)過積分器處理，還原成模擬信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換和單片機(jī)處理顯示在LCD液晶顯示屏上。
[0025]羅氏線圈是將導(dǎo)線均勻密繞在環(huán)形截面非磁性骨架上形成的空心電感線圈，線圈不含鐵磁性材料，無磁滯效應(yīng);無磁飽和現(xiàn)象，具有體積小、精度高、測量范圍寬，幾乎沒有相位誤差的特點(diǎn)，正逐步取代傳統(tǒng)的電磁式電流互感器，廣泛用于繼電保護(hù)，可控硅整流，變頻調(diào)速，電阻焊等信號(hào)嚴(yán)重畸變的場合。羅氏線圈測量電流的理論依據(jù)是“法拉第電磁感應(yīng)定律”和“安培環(huán)路定律” ο當(dāng)被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時(shí)，在環(huán)形繞組所包圍的體積內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場，強(qiáng)度為H，由安培環(huán)路定律得JH.dl = I(t)線圈的感應(yīng)電壓與H的變化率成正比，因此，所有線圈的感應(yīng)電勢(shì)之和與電流的變化率成正比。也就是:e(t)= di/dt對(duì)輸出電壓e(t)求積分，可獲取i，因此，羅氏線圈一般與積分器配套使用。
[0026]請(qǐng)參閱圖2，所述處理控制子模塊包括積分電路和真有效值轉(zhuǎn)換電路。所述處理控制子模塊采用芯片型號(hào)為CS5480。羅氏線圈探頭輸入的微分信號(hào)由A、B通道輸入，經(jīng)過電能檢測芯片CS5480內(nèi)部集成的積分和真有效值轉(zhuǎn)換電路，最后輸出可供單片機(jī)直接采集的數(shù)字信號(hào)。
[0027]羅氏線圈檢測的微分電壓信號(hào)需要送入積分電路進(jìn)行處理，得到還原的模擬信號(hào)。請(qǐng)參閱圖3，信號(hào)由Jl輸入，經(jīng)過磁珠L1、L2濾除高頻雜波，輸入至運(yùn)放反相端，與電容C6、運(yùn)放U2構(gòu)成了積分電路，輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過磁珠L3輸出。至此，構(gòu)成了可以輸出模擬電壓信號(hào)的羅氏線圈傳感器。積分模塊主要是對(duì)羅氏線圈感應(yīng)輸出的電壓信號(hào)通過RC濾波，再經(jīng)過電阻分壓后接入到集成運(yùn)放芯片的輸入腳上，最終得到還原的模擬電壓信號(hào)。合理選擇器件參數(shù)，能夠保證傳感器的測量靈敏度、精度和信號(hào)響應(yīng)帶寬。
[0028]當(dāng)需要將羅氏線圈傳感器輸出的模擬信號(hào)顯示出來時(shí)，需要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將它轉(zhuǎn)換成為單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并輸出至液晶屏顯示。請(qǐng)參閱圖4，能夠?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過RX/TX接口與單片機(jī)進(jìn)行通訊并完成傳輸數(shù)據(jù)。至此，完成了有數(shù)字接口的羅氏線圈傳感器。真有效值轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)電路中AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換，將輸入的交流信號(hào)通過真有效值芯片轉(zhuǎn)化為真有效值的直流電壓，能夠精確測量各種電壓波形的有效值，而不必考慮被測波形的參數(shù)以及失真。在輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的羅氏線圈傳感器上增加單片機(jī)顯示電路，就可以完成對(duì)電纜電流的檢測。但單通道構(gòu)成的測量儀表，無法完成同相引出的兩根或多根電纜電流檢查。
[0029]所述處理子模塊為單片機(jī)MSP430F4351。所述顯示子模塊為LCD液晶顯示屏。將轉(zhuǎn)換后的兩路數(shù)字信號(hào)輸入處理子模塊處理，并將數(shù)據(jù)顯示在LCD液晶顯示屏上。采用高速數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，智能數(shù)字化全中文菜單，分別顯示兩路電流數(shù)值，電流差值和電流比值。
[0030]本發(fā)明提供的高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)能夠同時(shí)檢測高低壓線路雙通道電流信號(hào)，具有測量精度高、誤差小、測量數(shù)據(jù)同步性好、測試方便的特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用方面，不僅能對(duì)同向敷設(shè)的兩根電纜電流進(jìn)行檢測，也能對(duì)不同向敷設(shè)的多根電纜電流數(shù)值進(jìn)行檢測，及時(shí)采取措施排除異常情況，減少經(jīng)濟(jì)損失。
[0031]以上所述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭、信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊和雙通道顯示模塊;其中， 所述第一羅氏線圈探頭和第二羅氏線圈探頭用于采集電路中電流的微分電壓信號(hào)； 所述信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換模塊包括第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路和處理控制子模塊，所述第一通道信號(hào)輸入電路、第二通道信號(hào)輸入電路分別與所述第一羅氏線圈探頭、第二羅氏線圈探頭連接，所述處理控制子模塊用于對(duì)所述微分電壓信號(hào)進(jìn)行積分處理和AC/DC真有效值轉(zhuǎn)換； 所述雙通道顯示模塊包括處理子模塊和顯示子模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理控制子模塊包括積分電路和真有效值轉(zhuǎn)換電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理控制子模塊采用芯片型號(hào)為CS5480。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理子模塊為單片機(jī)MSP430F4351。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高低壓雙通道電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示子模塊為IXD液晶顯示屏。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK105866520SQ201610194247
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】周平江, 姚偉
【申請(qǐng)人】深圳市創(chuàng)銀科技股份有限公司