一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，包括DSP控制電路、增益可調放大模塊、感應線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設備接地線上，感應線圈產生的電流傳送到增益可調放大模塊，增益可調放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調放大模塊的模擬信號傳送到A/D模塊進行數字化轉換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數字化信號傳遞到DSP控制電路，對數字信號進行修改、刪除、強化。通過專用控制板，動態調整傳感器量程，使得傳感器在110KV以上的變電站使用的電容設備泄漏電流，都可以一個公用傳感器解決，大大降低實施及維護成本，降低項目復雜性，提高可靠性。
【專利說明】一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣設備【技術領域】，具體是一種用于監測寬動態容性設備泄漏電流的傳感器系統。
【背景技術】
[0002]容性設備絕緣在線監測技術已成為保證安全發電和供電、及時發現事故隱患、減少停電檢修、提高供電可靠性的重要技術手段，高壓容性設備絕緣在線監測的關鍵技術是泄露電流的采集。目前在泄漏電流監測領域，存在一個普遍問題:傳感器監測范圍量程普遍過窄，適應性較差等問題。而不同量程的一次設備泄漏范圍差異較大，導致在一個項目中需要多種傳感器，甚至多個廠家的傳感器。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，克服了現有技術的上述不足，通過專用控制板，動態調整傳感器量程，使得傳感器在110KV以上的變電站使用的電容設備泄漏電流，都可以一個公用傳感器解決，大大降低實施及維護成本，降低項目復雜性，提高可靠性。
[0004]為了達到上述設計目的，本發明采用的技術方案如下:
[0005]一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，包括DSP控制電路、增益可調放大模塊、感應線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設備接地線上，感應線圈產生的電流傳送到增益可調放大模塊，增益可調放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調放大模塊的模擬信號傳送到A/D模塊進行數字化轉換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數字化信號傳遞到DSP控制電路，對數字信號進行修改、刪除、強化。
[0006]優選地，所述感應線圈與增益可調放大模塊之間設有光電隔離模塊，用于將感應線圈產生的信號分離為光信號和電信號。
[0007]優選地，所述DSP控制電路單向連接到增益可調放大模塊。
[0008]優選地，所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊提供電能。
[0009]更優選地，所述增益可調放大模塊用于調整接收到的模擬信號的放大、縮小倍數，使得其輸出的模擬信號在A/D模塊的檢測量程范圍內。
[0010]更優選地，其具體檢測過程為:
[0011]I)感應線圈檢測容性設備接地線上的電流，如容性設備接地線上無電流信號，則感應線圈不產生電流，如有電流，則感應線圈產生電流；
[0012]2)通過光電隔離模塊將感應線圈產生的電流信號進行光電分離；
[0013]3)增益可調放大模塊對接收到的電信號進行分析:
[0014]4)通過A/D模塊將接收到的電信號進行數字化轉換；
[0015]5)通過DSP控制電路對轉化后的數字信號進行修改、刪除、強化，并傳送到上位機；
[0016]6)上位機發出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調放大模塊。
[0017]更優選地，步驟三的具體分析過程為:如果電信號范圍值在A/D模塊的檢測量程范圍內，則直接將該電信號通過增益可調放大模塊傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值小于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值大于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊。
[0018]本發明所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統的有益效果是:采用數字化傳感器，可以大大提高系統測量精度及范圍，通過信號處理，可以對采集的數據進行A/D轉換，在源頭過濾各種干擾雜波及失真數據，最后以數字方式將處理后數據直接發送給后臺，大大提高測試精度，避免傳輸過程中由于距離等原因導致的測試誤差及干擾，獲得真實數據。
[0019]同時，通過由于采用動態控制命令，方便對所有測試對象根據實際情況進行動態調整，大大降低施工的難度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的最佳實施方案作進一步的詳細的描述。
[0022]如圖1所示，本發明實施例所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，包括DSP控制電路、光電隔離模塊、增益可調放大模塊、感應線圈、A/D模塊，電源模塊，所述傳感線圈安裝在容性設備接地線上，感應線圈通過光電隔離模塊單向連接到增益可調放大模塊，感應線圈產生的電流通過光電隔離模塊傳送到增益可調放大模塊，增益可調放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調放大模塊的模擬信號傳送到A/D模塊進行數字化轉換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數字化信號傳遞到DSP控制電路，對數字信號進行修改、刪除、強化。
[0023]感應線圈輸出的模擬信號經過光電隔離元件送入增益可調運算放大模塊，再到A/D模塊，再到DSP控制電路。根據不同電壓等級的容性設備，通過軟件設置放大模塊的相應增益倍數，間接調整了電流傳感器的變流比，從而適應不同電壓等級容性設備泄露電流的
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[0024]所述DSP控制電路單向連接到增益可調放大模塊。
[0025]所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊提供電能。
[0026]所述DSP控制電路是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為O或I的數字信號。再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統芯片中把數字數據解譯回模擬數據或實際環境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數據處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。
[0027]所述A/D模塊用于將模擬信號轉換為信號數字。
[0028]所述電源模塊用于為傳感器提供電能。
[0029]所述感應線圈負責對通過的弱電流進行電磁感應，獲取相應的弱電流的值。由于電流極其微弱，同時考慮到現場的干擾，元器件本身的微弱信號等因素，系統在電路及嵌入式程序中做了完整考慮。
[0030]所述光電隔離模塊用于將光信號、電信號分離。
[0031]所述增益可調放大模塊用于調整接收到的模擬信號的放大、縮小倍數，使得其輸出的模擬信號在A/D模塊的檢測量程范圍內。
[0032]其原理為:將感應線圈安裝在容性設備接地線上，根據安培環路定律，交流泄露電流引起線圈內磁通量的變化，從而激勵線圈產生感應電流，泄漏電流信號一般從微安至毫安級；當泄露電流信號非常微弱時，線圈感應電流更加微弱，通過上位機軟件發送指令給DSP控制電路，DSP控制電路增加增益可調放大模塊的增益倍數；當泄露電流比較大時，感應電流信號很明顯，DSP控制電路就減小增益可調放大模塊的增益倍數，使從增益可調放大模塊輸出的電流始終在A/D模塊的檢測量程范圍內，得到準確的泄露電流大小。
[0033]具體步驟為:
[0034]I)感應線圈檢測容性設備接地線上的電流，如容性設備接地線上無電流信號，則感應線圈不產生電流，如有電流，則感應線圈產生電流；
[0035]2)通過光電隔離模塊將感應線圈產生的電流信號進行光電分離；
[0036]3)增益可調放大模塊對接收到的電信號進行分析:
[0037]如果電信號范圍值在A/D模塊的檢測量程范圍內，則直接將該電信號通過增益可調放大模塊傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值小于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值大于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊；
[0038]4)通過A/D模塊將接收到的電信號進行數字化轉換；
[0039]5)通過DSP控制電路對轉化后的數字信號進行修改、刪除、強化，并傳送到上位機；
[0040]6)上位機發出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調放大模塊。
[0041]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所做的進一步詳細說明，便于該【技術領域】的技術人員能理解和應用本發明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經過創造性的勞動。因此，本領域技術人員根據本發明的揭示，對本發明做出的簡單改進都應該在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:包括DSP控制電路、增益可調放大模塊、感應線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設備接地線上，感應線圈產生的電流傳送到增益可調放大模塊，增益可調放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調放大模塊的模擬信號傳送到A/D模塊進行數字化轉換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數字化信號傳遞到DSP控制電路，對數字信號進行修改、刪除、強化。
2.根據權利要求1所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:所述感應線圈與增益可調放大模塊之間設有光電隔離模塊，用于將感應線圈產生的信號分離為光信號和電信號。
3.根據權利要求1所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:所述DSP控制電路單向連接到增益可調放大模塊。
4.根據權利要求1所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調放大模塊提供電能。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:所述增益可調放大模塊用于調整接收到的模擬信號的放大、縮小倍數，使得其輸出的模擬信號在A/D模塊的檢測量程范圍內。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:其具體檢測過程為: 1)感應線圈檢測容性設備接地線上的電流，如容性設備接地線上無電流信號，則感應線圈不產生電流，如有電流，則感應線圈產生電流； 2)通過光電隔離模塊將感應線圈產生的電流信號進行光電分離； 3)增益可調放大模塊對接收到的電信號進行分析: 4)通過A/D模塊將接收到的電信號進行數字化轉換； 5)通過DSP控制電路對轉化后的數字信號進行修改、刪除、強化，并傳送到上位機； 6)上位機發出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調放大模塊。
7.根據權利要求6所述的寬動態容性設備泄漏電流傳感器監測系統，其特征在于:步驟三的具體分析過程為:如果電信號范圍值在A/D模塊的檢測量程范圍內，則直接將該電信號通過增益可調放大模塊傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值小于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊；如果電信號范圍值大于A/D模塊的檢測量程范圍，則將該電信號通過增益可調放大模塊增益到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊。
【文檔編號】G01R19/00GK104237599SQ201310224832
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】范盛榮 申請人:恒能華工監測技術(北京)有限公司, 華中科技大學