[发明专利]一种电流测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本申请涉及测量技术领域，具体涉及一种电流测量装置及测量方法。

背景技术

随着电力行业水平的发展，工作在输配电线路上的在线监测设备越来越多。而电流测量是电力系统在线监测的重要部分，电流值能有效反映线路的运行状态，电流的变化可以预示线路故障的发生。一般在线监测中的电流测量是通过基于变压器原理的电流互感器实现的，互感器套接在线路上，利用电磁感应原理，将输入端的大电流转化为输出端的小电流，然后通过调理电路实现测量功能。

一般电流测量装置在内的在线监测设备多分布在野外，环境复杂，所以测量装置的电源设计十分关键，供电电源的可靠性工作是装置的基本保障。监测设备的电源要有良好的转换效率；要满足分布式设计的要求；最好能自身实现电源供给。所以，感应取能供电是最为适合的供电方式。感应取能技术将取能磁芯套接在线路上，利用电磁感应原理，绕结在磁芯上的线圈从线路中获取电能。

现有的电流测量传感器将测量和供电功能分离，那么就会在一套装置中存在两个互感器，使得在线监测设备占用较大空间，也增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有的电流测量传感器将测量和供电功能分离，那么就会在一套装置中存在两个互感器，使得在线监测设备占用较大空间，也增加了生产成本的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种电流测量装置，包括取电单元、供能单元和测量单元；

所述取电单元包括电流源模块；

所述供能单元包括取电磁芯，所述取电磁芯一端与所述电流源模块相连接，所述取电磁芯另一端与电流波形信号示波模块相连接，所述电流波形信号示波模块连接于所述整流桥模块的前端，所述整流桥模块的后端设置有电压波形信号示波模块；

所述测量单元包括信号调理及放大模块，所述信号调理及放大模块与微控制模块相连接。

可选地，所述供能单元还包括直流转换模块、电阻负载和电容负载；所述电压波形信号示波模块与所述直流转换模块相连接，所述直流转换模块与所述电阻负载相连接，所述电阻负载与所述电容负载相连接。

一种电流测量方法，所述测量方法包括如下步骤：

S1取电磁芯从电流源模块中获取能量；

S2电压波形信号示波模块获取整流桥模块后端的电压，电流波形信号示波模块获取整流桥模块前端的电流；

S3采用信号调理及放大模块获取步骤S2中的电压电流信号输入微控制模块；

S4通过微控制模块计算输入端电流。

可选地，所述步骤S2中的电压包括整流桥模块后的电压，所述步骤S2中的电流包括互感器输出端电流。

可选地，所述输入端电流的计算公式如下：

式中：E'_0hz为整流桥后电压直流分量，E'_100hz为整流桥后电压100Hz分量；I₂为互感器输出端电流；l表示平均磁路长度；S表示磁芯的有效截面积；N₁取电磁芯输入端匝数、N₂取电磁芯输出端匝数；f为工频50Hz；μ为磁导率。

本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请是基于取电磁芯的电流测量装置，其中设置有自供电功能，将现有的取能磁芯运用于电流测量，将取能互感器和测量互感器合二为一，从而同时实现上述两个功能。通过互感器输入端和输出端的电磁关系，使用输出端电流、电压分量表示线路输入端电流。通过采集电流测量装置供电单元整流桥模块后的电压信号与整流桥模块前电流信号，实现线路电流测量的功能。这种电流测量装置和测量方法充分发挥互感器的作用，可以大大简化在线监测装置的设计复杂度，减少测量装置的体积和重量，节约生产成本。本申请涉及的电流测量方法简单可行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电流测量装置拓扑结构图；

图2为本发明实施例中电流测量装置供能部分整流桥前电流典型波形；

图3为本发明实施例中电流测量装置供能部分整流桥前电压典型波形。

图1～3中的符号表示如下：