[发明专利]一种基于罗氏线圈和零磁通电流传感器的信号采集装置

说明书

本发明涉及一种基于罗氏线圈和零磁通电流传感器的信号采集装置，属于智能变电站电子式电流互感器技术领域，包括罗氏线圈传感器、零磁通电流传感器和数据处理部分，数据处理部分包括罗氏线圈信号处理模块、零磁通电流传感器信号处理模块和数据处理模块，罗氏线圈信号处理模块、零磁通电流传感器信号处理模块分别连接数据处理模块，数据处理模块对接收到的两路电流信号进行处理后输出，解决现有的电流测量装置中因一方检测精度不高而降低最终输出的检测结果的检测精度的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于罗氏线圈和零磁通电流传感器的信号采集装置，属于智能变电站电子式电流互感器技术领域。

背景技术

罗氏线圈是一种特殊结构的空心线圈，因不含铁芯，所以不存在磁饱和问题，也不存在热力和动力的稳定问题，而且几乎不受被测电流大小的限制。它因被测电流所产生的磁场变化而感应出相应的电势，本身并不与被测电流回路存在直接的联系；但传感输出为微分小电压信号，需要进行积分放大处理。罗氏线圈的应用范围主要集中在：利用它测量脉冲电流、暂态电流、稳定交流大电流以及继电保护用电流监测等方面。

申请公布号为CN106093547A的中国发明专利申请文件中公开了一种基于辅助线圈修正的罗氏线圈电流互感器测量装置，包括罗氏线圈和辅助线圈，罗氏线圈和辅助线圈输出连接对应的信号调理回路，然后输出给后续设备。其中，辅助线圈为电磁式电流互感器或者低功率线圈电流互感器。但是，类似于电磁式电流互感器或者低功率线圈电流互感器的电流互感器设备的检测精度有限，即便将罗氏线圈和辅助线圈相结合，得到的检测结果的精度也很有限，更加严重的是，由于辅助线圈的检测精度不高，最终输出的检测结果会因一方检测精度不高反而会增大检测误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于罗氏线圈和零磁通电流传感器的信号采集装置，解决现有的电流测量装置中因一方检测精度不高而降低最终输出的检测结果的检测精度的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：本发明提供了一种基于罗氏线圈和零磁通电流传感器的信号采集装置，包括罗氏线圈传感器和数据处理部分，所述信号采集装置还包括零磁通电流传感器，所述数据处理部分包括罗氏线圈信号处理模块、零磁通电流传感器信号处理模块和数据处理模块，所述罗氏线圈传感器的信号输出端连接所述罗氏线圈信号处理模块的信号输入端，所述罗氏线圈信号处理模块的信号输出端输出连接所述数据处理模块的第一信号输入端，所述零磁通电流传感器的信号输出端连接所述零磁通电流传感器信号处理模块的信号输入端，所述零磁通电流传感器信号处理模块的信号输出端输出连接所述数据处理模块的第二信号输入端，所述数据处理模块对接收到的两路信号进行处理后输出。

本发明通过结合罗氏线圈和零磁通传感器的技术原理优势，通过罗氏线圈和零磁通传感器两种传感元件的传变特性研究，改进电流采集器的软硬件结构设计，实现了两种传感器的特性匹配，将罗氏线圈和零磁通电流传感器输出信号分别进行处理，实现了两种传感器对电流的准确、同步采集，在较宽的电流测量量程范围内保证电子式电流互感器测量、保护的输出准确度，提高了电子式电流互感器准确度测量的准确性和可靠性。

进一步的，为了对罗氏线圈传感器的输出信号进行定量分析从而实现准确处理，以提高数据准确性，所述罗氏线圈信号处理模块包括依次设置的第一信号调理单元、积分还原单元和第一A/D转换单元，所述第一信号调理单元用于将罗氏线圈传感器输出的模拟小电压微分信号进行隔离、放大和滤波处理，所述积分还原单元用于将第一信号调理单元的输出信号积分还原为电压信号。

进一步的，为了对零磁通电流传感器输出信号进行定量分析从而实现准确处理，以提高数据准确性，所述零磁通电流传感器信号处理模块包括依次设置的第二信号调理单元、滤波放大单元和第二A/D转换单元，所述第二信号调理单元用于将零磁通电流传感器输出的模拟小电流信号转换为电压信号，并进行隔离、差分运算，所述滤波放大单元用于对第二信号调理单元的输出信号进行滤波、放大。