专利名称：一种配电线路电流波形采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种配电线路电流波形采集器。
背景技术：
配电线路录波检测器是自动记录电力系统事故发生、演变以及正常工作运行状况的重要电力设备。它不仅为事故分析提供科学根据，而且是及时发现电力系统设备缺陷而积累第一手技术信息资料的重要工具。目前，现有的配电线路的录波装置普遍存在以下缺点( I )、只能检测录波配电线路母线电流变化情况，无法检测到具体支线电流情况；(2)、采用机柜的形式安装于供电系统内部，安装复杂且费用昂贵；(3)、一般都安装于35kv以上的配电线路，极少针对IOkv配电线路。
发明内容鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种配电线路电流波形采集器，体积小巧，安装方便，适用于各类IOkv配电线路实时采集线路电流变化情况，保证配电线路工作稳定可靠。为了达到上述技术效果，本实用新型提供了一种配电线路电流波形采集器，包括用于采集配电线路的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号的电流互感器；用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号的信号处理电路； 用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息的低通滤波电路；以及微处理器；所述微处理器包括用于判断所述电流信息中的电流是否有变化，若有变化则记录当前电流变化信息，并发送告警信号的电流判断单元；用于在预先定时设置的第三时间内计时，当计时时间到，则记录当前电流信息，并发送告警信号的定时判断单元；所述配电线路电流波形采集器还包括用于接收所述告警信号，并进行告警的传输模块；所述电流互感器、信号处理电路、低通滤波电路、微处理器和传输模块依次连接。本实用新型实施例提供的配电线路电流波形采集器，具有如下有益效果通过配电线路电流波形采集器中的电流互感器、信号处理电路、低通滤波电路、电流判断单元、定时判断单元对配电线路的电流信号进行采集和处理，并通过微处理器对采集到的信息进行分析，即可录制出配电线路电流波形信息，并通过传输模块来提示用户，及时通知用户进行分析，达到智能检测作用，采集准确，保证配电线路工作稳定可靠。而且，本配电线路电流波形采集器的体积小巧，安装方便，适用于各类IOkv配电线路实时采集线路电流变化情况。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例；对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的一个实施例的结构示意图；图2是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的信号处理电路的一个实施例的结构不意图；图3是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的低通滤波电路电路的一个实施例的结构示意图； 图4是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的低压检测电路的一个实施例的结构不意图；图5是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的时钟电路的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参见图1，是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的一个实施例的结构示意图。本实施例提供的配电线路电流波形采集器包括用于采集配电线路的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号的电流互感器 101 ；用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号的信号处理电路102 ；用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息的低通滤波电路103 ；以及微处理器104。所述微处理器104包括用于判断所述电流信息中的电流是否有变化，若有变化则记录当前电流变化信息，并发送告警信号的电流判断单元1041 ;用于在预先定时设置的第三时间内计时，当计时时间到，则记录当前电流信息，并发送告警信号的定时判断单元1042。如图I所示，本实施例提供的配电线路电流波形采集器还包括用于接收所述告警信号，并进行告警的传输模块105。电流互感器101、信号处理电路102、低通滤波电路103、微处理器104和传输模块105依次连接。[0036]具体实施时，电流互感器101用于采集配电线路的电流信号，并将电流信号处理成小电流信号，再将小电流信号发送至信号处理电路102。优选的，电流互感器101由具有高导磁性能的电流互感器组成，由于采集到的配电线路的电流比较大，导致无法直接采集大电流信号，所以必须通过电流互感器101将大电流信号处理成小电流信号，使输出幅度与配电线路在线电流成比例，输出频率与配电线路在线电流频率相等。参见图2，是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的信号处理电路的一个实施例的结构示意图。信号处理电路102用于将小电流信号处理成带直流分量的交流信号，并发送至低通滤波电路103。由于电流互感器101输出的小电流信号是一个正负交替的交流信号,微处理器104无法采集负电流波形信号，所以需要信号处理电路102将正负交替的交流信号(SP小电流信号)处理成带直流分量的交流信号。如图2所示，信号处理电路102包括接线端子Jl、瞬态抑制二极管D1、电阻R1、电 阻R2、电阻R3、电阻R4、电容Cl、电容C2、运算放大器UlA和第一电源；具体如下接线端子Jl的输入端与电流互感器的输出端连接，接线端子Jl的输出端经过瞬态抑制二极管Dl接地，接线端子Jl的输出端经过电阻R4接地，接线端子Jl的输出端经过电容C2接入运算放大器UlA的同相输入端；电阻Rl的一端与运算放大器UlA的同相输入端连接，电阻Rl的另一端与第一电源连接，电阻Rl的另一端还经过电容Cl接地；运算放大器UlA的正电源端与第一电源连接，运算放大器UlA的负电源端接地，运算放大器UlA的同相输入端经过电阻R2接地，运算放大器UlA的反相输入端经过电阻R3与运算放大器UlA的输出端连接。可选的，如图2所示，信号处理电路102还包括电容C3，接线端子Jl的输出端经过电容C3接地。在具体实施当中，电流互感器101输出的小电流信号从接线端子Jl接入，经电容C2耦合后输入至运算放大器U1A，运算放大器UlA在保持信号完整的基础上，既提高了输入电阻，减少电流互感器101的负载，又降低了输出电阻，增加电路的驱动能力，使输入和输出阻抗相匹配，提高后续电路对信号的分辨能力，且瞬变抑制二极管Dl对运算放大器UlA的输入端起到了良好的保护作用，经过处理后的带直流分量的交流信号从运算放大器UlA的输出端(即图2所示的I脚)输出。参见图3，是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的低通滤波器电路的一个实施例的结构示意图。低通滤波电路103用于检测带直流分量的交流信号中的电流信息，并发送至微处理器104。如图3所示，低通滤波器103包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、运算放大器U2D、二极管D2、二极管D3和第二电源；具体如下电阻R5的一端与运算放大器UlA的输出端连接，电阻R5的另一端经过电容C5与运算放大器U2D的输出端连接，电阻R5的另一端还与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运算放大器U2D的同相输入端连接，电阻R6的另一端还经过电容C4接地；运算放大器U2D的反相输入端经过电阻R7接地，运算放大器U2D的反相输入端经过电阻R8与运算放大器U2D的输出端连接，运算放大器U2D的输出端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端经过电容C6接地，电阻R9的另一端还分别和二极管D2的正端、二极管D3的负端和电阻RlO的一端连接，二极管D2的负端接第二电源，二极管D3的正端接地，电阻RlO的另一端作为低通滤波电路的输出端。可选的，如图3所示，低通滤波电路103还包括电容C6，二极管D2的正端经过电容C6接地。具体实施时，带直流分量的交流信号从电阻R5输入至由运放组成的有源二阶低通滤波器，滤掉配电线路中由于各种负载所产生的高频分量，仅对低频的稳态分量进行处理，得到配电线路中的电流信息，然后发送至微处理器104中。如图I所示，微处理器104包括电流判断单元1041和定时判断单元1042。可选的，微处理器104采用具有12位模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)采样精度的微处理器。具体的，如图I所示，电流判断单元1041包括 第一电流判断单元10411，用于判断所述电流信息中的电流是否减小，当所述电流减小且持续时间为预先设置的第一时间时，判定所述配电线路发生开路故障，发送告警信号至所述传输模块105 ;可选的,第一时间为2秒；第一电流判断单元10412，用于当所述电流信息中的电流增大且持续时间为预先设置的第二时间时，判断所述电流是否大于预先设置的电流值，当所述电流大于预先设置的电流值时，将所述电流信息发送至所述传输模块105 ;可选的，第二时间为20毫秒，预先设置的电流值为5A。定时判断单元1042，用于在预先定时设置的第三时间内计时，当计时时间到，则记录当前电流信息，并发送告警信号至传输模块105 ;可选的，第三时间为I小时，或者根据实际需要可自由设定其他值。具体的，传输模块105接收到告警信号时，进行告警，以供用户查询分析。此外，如图I所示，本实施例提供的配电线路电流波形采集器还包括用于向所述配电线路电流波形采集器提供电源电压的电源模块106 ；用于检测所述配电线路电流波形采集器的电源电压，并将检测结果发送至所述微处理器104的低压检测电路107 ；用于向所述微处理器提供精准时钟信号的时钟电路118 ；其中，低压检测电路107分别和电源模块106、微处理器104连接；时钟电路118和微处理器104连接。参见图4，是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的低压检测电路的一个实施例的结构示意图。低压检测电路107包括电阻R11、电阻R12、低压检测芯片U3和第三电源；具体如下电阻Rll的一端与第三电源连接，电阻Rll的另一端与低压检测芯片U3的输入端连接，低压检测芯片U3的公共端接地，低压检测芯片U3的输出端与电阻R12的一端连接；电阻R12的另一端作为低压检测电路的输出端，与微处理器连接。本实施例利用微处理器104的电平功能，利用低压检测芯片U3检测出低压电平，并输入至微处理器104的电平检测脚，微处理器104根据电平变化来判断当前电源是否低压。具体实施时，上述第一电源、第二电源和第三电源可由电源模块106提供。参见图5，是本实用新型提供的配电线路电流波形采集器的时钟电路的一个实施例的结构示意图。时钟电路118用于向微处理器104提供精准时钟信号，时钟电路118包括电容C7、电容C8和晶体振荡器Yl ;具体如下电容C7的一端与时钟电路的输入端连接，电容C7的另一端接地；晶体振荡器Yl的一端与时钟电路的输入端连接，晶体振荡器Yl的另一端经过电容C8接地，晶体振荡器Yl的另一端还作为时钟电路的输出端。综上所述，本实用新型提供的配电线路电流波形采集器，通过配电线路电流波形采集器中的电流互感器、电流判断单元、定时判断单元对配电线路 的电流信号进行采集和处理，并通过微处理器对采集到的信息进行分析，即可录制出配电线路电流波形信息，并通过传输模块来提示用户，及时通知用户进行分析，达到智能检测作用，采集准确，保证配电线路工作稳定可靠。而且，本配电线路电流波形采集器的体积小巧，安装方便，适用于各类IOkv配电线路实时采集线路电流变化情况。以上所披露的仅为本实用新型几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围。因此，依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的技术范围和配电线路电流波形采集器结构。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术范围和配电线路电流波形采集器结构之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种配电线路电流波形采集器，其特征在于，包括 用于采集配电线路的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号的电流互感器； 用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号的信号处理电路； 用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息的低通滤波电路；以及 微处理器； 所述微处理器包括 用于判断所述电流信息中的电流是否有变化，若有变化则记录当前电流变化信息，并发送告警信号的电流判断单元； 用于在预先定时设置的第三时间内计时，当计时时间到，则记录当前电流信息，并发送告警信号的定时判断单元； 所述配电线路电流波形采集器还包括用于接收所述告警信号，并进行告警的传输模块； 所述电流互感器、信号处理电路、低通滤波电路、微处理器和传输模块依次连接。
2.如权利要求I所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述电流判断单元包括 用于判断所述电流信息中的电流是否减小，当所述电流减小且持续时间为预先设置的第一时间时，判定所述配电线路发生开路故障，发送告警信号至所述传输模块的第一电流判断单元； 用于当所述电流信息中的电流增大且持续时间为预先设置的第二时间时，判断所述电流是否大于预先设置的电流值，当所述电流大于预先设置的电流值时，将所述电流信息发送至所述传输模块的第二电流判断单元。
3.如权利要求2所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述配电线路电流波形采集器还包括 用于向所述配电线路电流波形采集器提供电源电压的电源模块； 用于检测所述配电线路电流波形采集器的电源电压，并将检测结果发送至所述微处理器的低压检测电路； 用于向所述微处理器提供精准时钟信号的时钟电路； 所述低压检测电路分别和所述电源模块、所述微处理器连接；所述时钟电路和所述微处理器连接。
4.如权利要求I至3任一项所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述信号处理电路包括接线端子Jl、瞬态抑制二极管Dl、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容Cl、电容C2、运算放大器UlA和第一电源； 所述接线端子Jl的输入端与所述电流互感器的输出端连接，所述接线端子Jl的输出端经过所述瞬态抑制二极管Dl接地，所述接线端子Jl的输出端经过所述电阻R4接地，所述接线端子Jl的输出端经过所述电容C2接入所述运算放大器UlA的同相输入端； 所述电阻Rl的一端与所述运算放大器UlA的同相输入端连接，所述电阻Rl的另一端与所述第一电源连接，所述电阻Rl的另一端还经过所述电容Cl接地； 所述运算放大器UlA的正电源端与所述第一电源连接，所述运算放大器UlA的负电源端接地，所述运算放大器UlA的同相输入端经过所述电阻R2接地，所述运算放大器UlA的反相输入端经过所述电阻R3与所述运算放大器UlA的输出端连接。
5.如权利要求4所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述低通滤波电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5、运算放大器U2D、二极管D2、二极管D3和第二电源； 所述电阻R5的一端与所述运算放大器UlA的输出端连接，所述电阻R5的另一端经过所述电容C5与所述运算放大器U2D的输出端连接，所述电阻R5的另一端还与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与所述运算放大器U2D的同相输入端连接，所述电阻R6的另一端还经过所述电容C4接地；所述运算放大器U2D的反相输入端经过所述电阻R7接地，所述运算放大器U2D的反相输入端经过所述电阻R8与所述运算放大器U2D的输出端连接，所述运算放大器U2D的输出端与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端经过所述电容C6接地，所述电阻R9的另一端还分别和所述二极管D2的正端、所述二极管D3的负端和所述电阻RlO的一端连接，所述二极管D2的负端接所述第二电源，所述二极管D3的正端接地，所述电阻RlO的另一端作为低通滤波电路的输出端。
6.如权利要求r3任一项所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述低压检测电路包括电阻R11、电阻R12、低压检测芯片U3和第三电源； 所述电阻Rll的一端与所述第三电源连接，所述电阻Rll的另一端与所述低压检测芯片U3的输入端连接，所述低压检测芯片U3的公共端接地，所述低压检测芯片U3的输出端与所述电阻R12的一端连接；所述电阻R12的另一端作为所述低压检测电路的输出端，与所述微处理器连接。
7.如权利要求r3任一项所述的配电线路电流波形采集器，其特征在于，所述时钟电路包括电容C7、电容C8和晶体振荡器Yl ； 所述电容C7的一端与所述时钟电路的输入端连接，所述电容C7的另一端接地；所述晶体振荡器Yl的一端与所述时钟电路的输入端连接，所述晶体振荡器Yl的另一端经过所述电容CS接地，所述晶体振荡器Yl的另一端还作为所述时钟电路的输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种配电线路电流波形采集器，包括用于采集配电线路的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号的电流互感器；用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号的信号处理电路；用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息的低通滤波电路；以及微处理器和传输模块。本实用新型提供的配电线路电流波形采集器，体积小巧，安装方便，适用于各类10kv配电线路实时采集线路电流变化情况，保证配电线路工作稳定可靠。
文档编号G01R19/00GK202471814SQ20122009999
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者吴多龙, 林青 申请人:广州思泰信息技术有限公司