[实用新型]一种宽频带电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型一种宽频带电流互感器，涉及电力系统测量领域。

背景技术

随着电力系统数字化、智能化的发展，越来越多的电力电子装置得到大量运用，从而导致电网中的谐波成分越来越复杂，严重影响了电力系统运行的稳定性和可靠性。然而，目前广泛使用的电流互感器测量频带范围比较窄，大多以测量基波为主，难以满足如今谐波成分、种类越来越多的电力系统对测量设备准确度和可靠性的要求，制约了电流互感器在电力系统测量方面的应用和发展。因而，对电流互感器的测量频带范围提出了更高的要求。

此外，目前挂网运行的电流互感器大多采用LPCT线圈作为测量和计量用传感器，其存在测量不准确、受温度和电磁干扰影响较大等不足，特别是系统出现短路故障或雷电冲击产生高频大电流信号的情况下，无法准确反映暂态电流信号；低压侧采集传输单元大多采用模拟积分器，然而由于其内部含有电阻、电容等模拟元件。因而易受环境变化、电磁干扰、湿度变化等因素的影响，致使电流互感器无法长期稳定运行。

发明内容

为解决以上问题，本实用新型提供了一种结构简单、易于制作、可靠性好、测量精度高、频带响应宽的宽频带电流互感器。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种宽频带电流互感器，包括高压侧传感单元、低压侧采集传输单元、高压壳体、高压侧传感单元为窄带型空心线圈，窄带型空心线圈置于高压壳体中，窄带型空心线圈通过光纤与位于底座中的低压侧采集传输单元连接。

所述窄带型空心线圈通过四块窄带PCB板连接而成的矩形空心线圈。

每一块窄带PCB板包括分布间隔与绕线长度相等、绕线方向相反的上、下两个绕组。

所述低压侧采集传输单元包括依次连接的信号处理模块、A/D转换模块、CPU微处理器、光/电转换模块。

所述信号处理模块由滤波电路、电压跟随电路、ADE7753数字积分芯片构成，CPU微处理器采用低功耗、响应速度快的AT89S51单片机；窄带型空心线圈输出的电压信号经滤波电路滤除谐波，使信号变得更加平滑；然后经一个电压跟随电路，有效减弱后面电路对输出信号的影响，最后经ADE7753数字积分芯片处理后输出给A/D转换模块。

该电流互感器内部填充绝缘良好的SF₆气体，中间加筑套筒，外面包覆绝缘子。可有效减少外部环境的电磁干扰，提高电流互感器自身的绝缘性能。

本实用新型一种宽频带电流互感器，技术效果如下：

1）、高压侧传感单元采用窄带型空心线圈，其测量频带范围可达到20kHz，可实现宽频带范围的信号测量。

2）、窄带型空心线圈采用印刷电路板技术制作而成，保证了线圈绕线的均匀性，避免了由手工绕线而造成的绕线匝数不均匀、易受导线偏心影响等问题。能够在最大程度上消除因导线位置、形状、邻相电流产生的电磁干扰等因素对测量精度的影响。

3）、该实用新型测量和控制部分供电电源为5V直流电源，由低压侧采集传输单元直接提供。

4）、数字积分模块由ADE7753数字积分芯片来实现。该芯片内部含有可编程放大器，能够实现宽频带范围的电流测量，且一定程度上解决了模拟积分器存在的电路复杂、测量准确的低等不足，提高了测量的准确度和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型电流互感器的结构示意图；

图2为本实用新型电流互感器的窄带型空心线圈PCB板连接示意图；

图3为本实用新型电流互感器的信号处理模块电路图；

图4为本实用新型电流互感器的低压侧采集传输单元模块连接图。

具体实施方式

如图1所示，一种宽频带电流互感器，由一次导杆1、高压侧传感单元2、高压壳体3、绝缘子4、套筒5、SF6气体6、接地螺杆7、低压侧采集传输单元8、底座9等部分构成。所述高压侧传感单元2是由四块窄带PCB板连接而成的窄带型空心线圈，采用PCB印刷技术有效避免了因绕线匝数不均匀带来的测量误差。窄带型空心线圈放置于高压壳体3内，一次导杆1穿过窄带型空心线圈，提高了其抗干扰能力。高压侧传感单元2与低压侧采集传输单元8通过光纤10进行数据传输，最大程度上提高了数据传输速率和准确率。低压侧采集传输单元8置于铝合金的底座9内部，可有效的减小高压侧带来的电磁干扰问题，提高了数据采集的稳定性和电流互感器整体的抗干扰能力。