电子式电流互感器

摘要

电子式电流互感器，属于电力系统的电流互感器，适用于高压各个电压等级电力系统的电流测量，解决当前电子式电流互感器结构复杂、难以准确测量暂态故障电流、长期稳定性差的问题。本发明的高压侧传感单元和低压侧信号处理单元通过信号光纤连接，传感单元包括罗氏线圈、取样电阻、低通滤波电路、放大电路、压频变换电路、电光转换电路；信号处理单元由光电转换电路、脉冲计数器和微处理器组成。本发明兼具模数转换功能和理想积分器功能。传感单元无需模拟或者数字积分电路，无需采样同步信号，大大简化互感器的结构和硬件电路，提高了电流互感器的可靠性。

主权项

一种电子式电流互感器，包括位于高压侧的传感单元、位于低压侧的信号处理单元以及连接两者的信号光纤；其特征在于：所述高压侧传感单元包括以电信号顺序连接的罗氏线圈、取样电阻、低通滤波电路、放大电路、压频变换电路、电光转换电路；通过罗氏线圈和取样电阻获取的瞬时变化电流的微分信号，经过低通滤波电路、放大电路进行信号调理，再由压频变换电路转换成反映瞬时变化电流微分信息的电脉冲信号，电脉冲信号经过电光转换电路转换成光脉冲信号，送入信号光纤；所述信号光纤将光脉冲信号传送给信号处理单元；所述信号处理单元由光电转换电路、脉冲计数器和微处理器组成，光电转换电路将信号光纤的光脉冲信号转换成电脉冲信号，送至脉冲计数器，微处理器初始化并启动脉冲计数器后，脉冲计数器对电脉冲信号进行计数，微处理器对计数值进行数据处理，从而获得被测电流的数字采样值序列；所述微处理器初始化过程为：根据所需采样率计算出每个周波采样次数预定值，置本周波积分初值变量is0为零，置微处理器输出波形偏移量b为零，脉冲计数器初值预置为零；初始化过程结束，启动脉冲计数器；所述微处理器对计数值进行数据处理包括下述步骤：(1)在每个采样时刻，读取一次脉冲计数器的计数值N(k)，对计数值按下式进行数据处理：is(k)＝R×(N(k)-f0×(tk-t0))+is0式中，微处理器输出的第k个被测电流采样值is(k)，单位为A；输出采样值序号k；标度变换系数R，用于将脉冲个数转换为电流大小，单位为A/个；脉冲计数器第k个计数值N(k)，单位为个；与压频变换芯片内自带偏置电压对应的脉冲频率f0，单位为Hz；与第k个采样值对应的时间值tk，单位为秒；脉冲计数的时间起点t0，单位为秒；本周波积分初值is0，单位为A；(2)当本周波采样次数达到每周波采样次数预定值时，保存当前时刻微处理器输出值is(k)作为下一个周波的积分初值is0，清零脉冲计数器；判断本周波是否为程序开始后的第一个周波，是则顺序进行，否则转步骤(1)；(3)计算本周波微处理器输出值的平均值，计算结果记为微处理器输出值的偏移量b，并按下式修正下一个周波的积分初值is0：is0＝is0-b修正完毕，转步骤(1)。