專利名稱：一種用于高壓線路檢測的智能互感器及高壓線路檢測設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)檢測領域，尤其涉及一種用于高壓線路檢測的智能互感器及 高壓線路檢測設備。
背景技術：
自1978年改革開放以來，我國國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展，科學技術不斷創(chuàng)新進步，人民 生活水平不斷得到提高，電力作為經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎設施和公共事業(yè)之一，其需求也在 快速增長。為此我國電網(wǎng)建設逐步加強，城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設與改造取得成效，保障了國民經(jīng)濟發(fā) 展和社會進步對用電的強勁需求。然而，在保障國民用電需求的同時電力故障也在不斷的 涌現(xiàn)和解決當中。輸配電作為電網(wǎng)運行的兩個重要環(huán)節(jié)，在整個電網(wǎng)運行過程中起著極其重要的作 用，一旦在此過程中發(fā)生故障，將對電網(wǎng)、國民經(jīng)濟和人民生活帶來不可估量的損失，對此 我國也加大了對這兩個環(huán)節(jié)的監(jiān)測力度，最常用的監(jiān)測手段便是用零序互感器和其他保護 設備共同來對輸配電線路進行接地和漏電等檢測和保護。然而常用的傳統(tǒng)的零序互感器主要是將三相電路同時穿過一個零序互感器當中 或者分接后匯總安裝在開關柜的地板上面，這樣做不僅大大限制了零序互感器的可安裝位 子，而且安裝過程復雜，需要注意的事項很多，很容易給以后電路留下造成事故的隱患或直 接對電力線路造成損害。另外由于傳統(tǒng)零序互感器完全是靠機械判定和動作，很容易發(fā)生 裝置老化或者反映不靈敏等事故，造成零序保護裝置在接地故障時拒動，保護越級等，給整 個電網(wǎng)造成了不可估量的威脅。而且最主要的是傳統(tǒng)的零序互感器需要三條線路(三相工 作線路)或者兩條線路(單相工作線路)同時穿過同一鐵芯才能實現(xiàn)鐵芯內感應的磁通量疊 加。由于高壓線路絕緣問題和野外線路架設方式(線路間距過大)問題的存在，使得這種多 線穿心方式根本無法實現(xiàn)。
發(fā)明內容
本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供了一種用于高壓線路檢測的智 能互感器，旨在解決傳統(tǒng)零序互感器在高壓線路上安裝存在的絕緣問題和野外架空線路間 距過大無法安裝及安裝位子固定、安裝過程復雜繁瑣、完全靠機械制動判斷不靈敏、容易老 化及容易被高壓擊穿等的先天缺陷的問題。本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是 一種用于高壓線路檢測的智能互感器，所述智能互感器包括
電流互感器采樣模塊，用于利用電磁感應原理，將高壓線路中的大電流信號變?yōu)樾‰?流信號并進行輸出；
電源管理模塊，用于接收所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行處理后作為 電源提供所述智能互感器需要的電流；
信號整形模塊，用于對接收的所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行精密整流并進行輸出，可采用AD8277或2NA2132 (此二芯片可以直接代換)來實現(xiàn)其功能；
嵌入式處理模塊，用于對接收的所述信號整形模塊輸出的小電流信號進行判斷、分析 并形成數(shù)字信號并進行輸出；
GPS授時定位模塊，用于對每一相電力線上安裝的所述嵌入式處理模塊進行統(tǒng)一精確 的授時以及精確定位；
射頻通訊模塊，用于接收所述嵌入式處理模塊輸出的數(shù)字信號并將所述數(shù)字信號進行 輸出實現(xiàn)不同所述嵌入式處理模塊之間的通訊。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種包含上述智能互感器高壓線路檢測設備。本發(fā)明通過采用GPS授時定位模塊、嵌入式處理模塊等結構，能夠給每一相上的 設備統(tǒng)一授時，通過先進精密的檢測技術對電力線路進行監(jiān)測和測算，這樣即保證了每一 相設備能夠準確的在同一時刻對每一相電流進行檢測，又大大提高了測量的準確性與可靠 性。同時獨立的智能判斷能力克服了傳統(tǒng)機械動作誤差率大的弊病。此外，分立式地安裝 可以大大的擴大零序互感器的安裝空間。
圖1是本發(fā)明實施例提供的用于適應大范圍電流變化的取能裝置的結構框圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的用于適應大范圍電流變化的取能裝置的電路圖3是本發(fā)明實施例提供的電源管理模塊的電路圖； 圖4是本發(fā)明實施例提供的信號整形模塊的結構圖； 圖5是本發(fā)明實施例提供的嵌入式處理模塊的結構圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內容、特點及功效，茲例舉以下施例，并配合附圖詳 細說明如下
圖1示出了本發(fā)明實施例提供的用于適應大范圍電流變化的取能裝置的電路圖，為了 便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關的部分。該智能互感器包括
GPS授時定位模塊11，用于對每一相電力線上安裝的所述嵌入式處理模塊進行統(tǒng)一精 確的授時以及精確定位；
電流互感器采樣模塊12，用于利用電磁感應原理，將高壓線路中的大電流信號變?yōu)樾?電流信號并進行輸出；
電源管理模塊13，用于接收電流互感器采樣模塊12輸出的小電流信號進行處理后作 為電源提供智能互感器需要的電流；
信號整形模塊14，用于對接收的電流互感器采樣模塊12輸出的小電流信號進行精密 整流并進行輸出；
嵌入式處理模塊15，用于對接收的信號整形模塊14輸出的小電流信號進行判斷、分析 并形成數(shù)字信號并進行輸出；
射頻通訊模塊16，用于接收嵌入式處理模塊15輸出的數(shù)字信號并將數(shù)字信號進行輸 出實現(xiàn)不同嵌入式處理模塊15之間的通訊。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，在每條電力線路上都安裝有一套智能互感器，所有 智能互感器通過一個GPS授時定位模塊11統(tǒng)一授時和定位。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，智能互感器還包括
GSM通訊模塊17，用于當電力線路發(fā)生故障時，發(fā)送報警信號，對檢修人員進行報警。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，不同的射頻通訊模塊16之間相互進行通訊，組 成一個局部微網(wǎng)。本發(fā)明的GPS授時定位模塊11主要由以下兩個功能1、統(tǒng)一授時，即安裝有本發(fā) 明的三相電路上，只有其中一相上有所述GPS授時定位模塊11，通過與衛(wèi)星進行通訊，獲取 時間，將時間信息傳遞給嵌入式處理模塊，嵌入式處理模塊15通知射頻通訊模塊16對另外 兩相上的射頻通訊模塊16授時，因為上述所述過程耗時為ns (納秒)級，符合相關國際標 準，保證了三相上授時的基本統(tǒng)一性。2、定位，即通過與衛(wèi)星通訊對本發(fā)明安裝位置進行精 確定位，將信息傳遞給嵌入式處理模塊15，當相關線路發(fā)生故障時，由嵌入式處理模塊15 向相關人員發(fā)送故障定位信息。本發(fā)明可以采用分體安裝在每一條相線上，GPS授時定位模塊11將會和衛(wèi)星進行 信息通訊，通過衛(wèi)星給每一相線上我們的發(fā)明統(tǒng)一授時，以保證每一次在三相上采集的數(shù) 據(jù)都是精確的同一時刻。授時結束后，三相上的電流互感器采樣模塊12開始對所在線路 上的電流進行采樣，采樣得到的電流一部分通過電源管理模塊13對整個裝置提供電源；另 一部分每一相上的裝置對所在線路上的電流信號進行采樣，電流信號交由信號整形模塊14 對電流信號波形進行整理，最后通過嵌入式處理模塊15進行分析、判斷和處理，然后三相 上的設備通過各自的射頻電路，相互進行通訊，組成一個局部微網(wǎng)，其中兩相上的裝置將檢 測得到的電流數(shù)據(jù)通過射頻通訊模塊16發(fā)送的另外一相上，由另外一相上的嵌入式處理 模塊15對三相上的電流進行矢量和計算。若計算結果為零，則判斷線路未發(fā)生故障，則重 復上述過程；否則線路發(fā)生故障，嵌入式處理模塊15會通知GSM通訊模塊17，發(fā)送報警信 息給相關巡檢人員，完成事故報警。本發(fā)明不僅解決了傳統(tǒng)零序互感器無法解決的問題，達到傳統(tǒng)零序互感器對電力 線路進行監(jiān)測的目的，并使其更加精確可靠，同時還可以獨立的實現(xiàn)故障報警。通過在相 應電力線路上安裝本發(fā)明提供的智能互感器，可以大大的擴大零序互感器的安裝空間。另 外我們通過先進的電力電子技術和數(shù)據(jù)通信技術，通過GPS授時定位模塊11給每一相上的 設備統(tǒng)一授時，通過先進精密的檢測技術對電力線路進行監(jiān)測和測算，這樣即保證了每一 相設備能夠準確的在同一時刻對每一相電流進行檢測，又大大提高了測量的準確性與可靠 性，還可以獨立的完成對故障線路報警的工作。并且本發(fā)明提供的智能互感器具有獨立自 主知識產權的外殼，能夠很好的保護智能互感器，從而大大提高了使用壽命。同時具有獨立 的智能判斷，克服了傳統(tǒng)機械動作誤差率大的弊病，還具有很好的兼容性，可以與電網(wǎng)上的 其他設備進行協(xié)同配合，共同組成一套完整的智能型的饋電和監(jiān)測系統(tǒng)，大大提高了電網(wǎng) 運行的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。
以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是 依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā) 明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種用于高壓線路檢測的智能互感器，其特征在于，所述智能互感器包括電流互感器采樣模塊，用于利用電磁感應原理，將高壓線路中的大電流信號變?yōu)樾‰?流信號并進行輸出；電源管理模塊，用于接收所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行處理后作為 電源提供所述智能互感器需要的電流；信號整形模塊，用于對接收的所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行精密整 流并進行輸出，可采用AD8277或2NA2132 (此二芯片可以直接代換)來實現(xiàn)其功能；嵌入式處理模塊，用于對接收的所述信號整形模塊輸出的小電流信號進行判斷、分析 并形成數(shù)字信號并進行輸出；GPS授時定位模塊，用于對每一相電力線上安裝的所述嵌入式處理模塊進行統(tǒng)一精確 的授時以及精確定位；射頻通訊模塊，用于接收所述嵌入式處理模塊輸出的數(shù)字信號并將所述數(shù)字信號進行 輸出實現(xiàn)不同所述嵌入式處理模塊之間的通訊。
2.如權利要求1所述的智能互感器，其特征在于，在每條電力線路上都安裝有一套所 述智能互感器，所有所述智能互感器通過一個所述GPS授時定位模塊統(tǒng)一授時和定位。
3.如權利要求1所述的智能互感器，其特征在于，所述智能互感器還包括GSM通訊模塊，用于當電力線路發(fā)生故障時，發(fā)送報警信號，對檢修人員進行報警。
4.如權利要求1所述的智能互感器，其特征在于，不同的所述射頻通訊模塊之間相互 進行通訊，組成一個局部微網(wǎng)。
5.一種高壓線路檢測設備，所述檢測設備安裝有智能互感器，其特征在于，所述智能互 感器包括電流互感器采樣模塊，用于利用電磁感應原理，將高壓線路中的大電流信號變?yōu)樾‰?流信號并進行輸出；電源管理模塊，用于接收所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行處理后作為 電源提供所述智能互感器需要的電流；信號整形模塊，用于對接收的所述電流互感器采樣模塊輸出的小電流信號進行精密整 流并進行輸出，可采用AD8277或2NA2132 (此二芯片可以直接代換)來實現(xiàn)其功能；嵌入式處理模塊，用于對接收的所述信號整形模塊輸出的小電流信號進行判斷、分析 并形成數(shù)字信號并進行輸出；GPS授時定位模塊，用于對每一相電力線上安裝的所述嵌入式處理模塊進行統(tǒng)一精確 的授時以及精確定位；射頻通訊模塊，用于接收所述嵌入式處理模塊輸出的數(shù)字信號并將所述數(shù)字信號進行 輸出實現(xiàn)不同所述嵌入式處理模塊之間的通訊。
6.如權利要求5所述的檢測設備，其特征在于，在每條電力線路上都安裝有一套所述 智能互感器，所有所述智能互感器通過一個所述GPS授時定位模塊統(tǒng)一授時和定位。
7.如權利要求5所述的檢測設備，其特征在于，所述智能互感器還包括GSM通訊模塊，用于當電力線路發(fā)生故障時，發(fā)送報警信號，對檢修人員進行報警。
8.如權利要求5所述的檢測設備，其特征在于，不同的所述射頻通訊模塊之間相互進 行通訊，組成一個局部微網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)檢測領域，尤其涉及一種用于高壓線路檢測的智能互感器及高壓線路檢測設備，所述智能互感器包括GPS授時定位模塊，用于進行統(tǒng)一授時及定位；電流互感器采樣模塊，將高壓線路中的大電流信號變?yōu)樾‰娏餍盘柌⑦M行輸出；電源管理模塊，用于對接收小電流信號進行處理后作為電源；信號整形模塊，用于對接收的小電流信號進行精密整流并進行輸出；嵌入式處理模塊，用于對接收的小電流信號進行判斷、分析并形成數(shù)字信號并進行輸出；射頻通訊模塊，用于實現(xiàn)不同所述嵌入式處理模塊之間的通訊。本發(fā)明可以分體靈活安裝在電力線路上，完全滿足在高電壓和野外架空線路上安裝的需要，同時擁有實時監(jiān)控、判斷準確、安全可靠的一些特點。
文檔編號G01R31/08GK102081133SQ201010577868
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權日2010年12月8日
發(fā)明者崔大鵬, 董強 申請人:天津市翔晟遠電力設備實業(yè)有限公司