专利名称：一种光学式的配电变压器中线电流检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及电流检测装置，特别是涉及到电力系统中变压器中性线电流 的交流电流测量的一种光学式的配电变压器中线电流检测仪。
背景技术：
随着我国人们用电需求的不断提高，电力电网负荷变化也越来越大，配电网中电 能质量得不到有效的保证。我国城乡电网中，大量采用三相四线制配电方式，配电变压器Y/ ynO接线。由于单相负载、用电不同时性等原因，将造成三相负载的不平衡，三相不平衡会 导致供电点三相电压、电流的不平衡，进而增加线路损耗，同时会对接在供电点上的电动机 运行产生不利的影响，还引起中性线电流。中性线电流的增大不仅会增加变压器的铜损、铁 损，而且中性线电流本身也是一种巨大的浪费，由于谐波和三相相位不同步的影响，中性线 电流甚至可能比相电流还大，甚至可能引起爆炸，已引起国内外科技工作者的普遍重视。因 此，对测量变压器的中性线具有重要的实际价值。目前测量变压器中性线电流主要有利用钳式电流表测量和电流互感器(CT)测 量。钳式电流表测量小电流比较准确，为了保证电流表的准确度，需要设定一定的范围，因 而测量相对较大电流时，需要调节量程，否则容易烧表，由于用户的用电情况是随时变化 的，所以很难准确地对中线电流进行一直测量；电流互感器在测量中性线电流时，测量的精 度较电流表有所下降，大多数情况是可以满足的，不过对与配电变压器，电流互感器由于体 积一般较大，且通常都是封闭的，要安装到固定的变压器中性线不仅麻烦而且耗费精力。
发明内容本实用新型的目的是提供一种光学式的配电变压器中线电流检测仪，该装置用来 检测变压器中性线电流大小，从而可以测量变压器中性线电流引起的损耗，提高变压器运 行的效率及安全性。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种光学式的配电变压器中线电流检测仪由电流传感器、信号与数字处理电路、 单片机控制电路、LED显示电路和电源电路构成；其中电流传感器的输出端与信号与数字 处理电路的信号输入端连接；信号与数字处理电路的输出端与单片机控制电路的信号输入 端连接；单片机控制电路的输出端与LED显示电路的输入端连接；电源电路的输出端分别 与全光纤传感器、信号与数字处理电路、单片机控制电路、LED显示电路的电源输入端连接； 所述电流传感器为全光纤电流传感器。上述全光纤传感器由超光度二极管SLD、光纤部分、检偏器及观点转换器构成；由 超光度二极管SLD作为光源，发出的光束在光纤中传播，光纤经过变压器的中性线电流时， 根据法拉第效应，线性光束在外加磁场H的作用下，沿磁场方向传播的偏振面会发生偏转， 旋转角θ正比于外加磁场H的大小。发生偏转的光信号被传入检偏器，再经过光电转换成 电信号，此信号传入信号与数字处理电路，经过放大滤波和A/D转换成数字信号，就可以给单片机了，最后由单片机控制LED显示的输出。电源模块包括三部分为全光纤电流传感器供电，为信号处理电路供电和为单片 机与LED显示器供电的电源。总的说来，分机的电源是由220V交流电源经过整流桥滤波后 得到，之后由L7805转换成5V电压供给数字处理部分，而驱动超光度二极管电路需要直流 高压，需要进行DCDC电压转换，信号与数字处理电路需要士5V的电压供电，而单片机和LED 显示器共同用+5V的电压供电。本实用新型光学式的配电变压器中线电流检测仪是一种利用光电原理的新型检 测装置，可实现无间断的实时检测。该系统具有设计先进、结构合理、安全性好、性能完善、 可靠且使用方便等特点，对电力系统中变压器稳定运行有重要的预防意义。而本实用新型专利使用的就是一种全光纤电流传感器，具有灵敏度高，且不受电 流大小限制，容易安装，不用断开导线，仅将细长、柔软的绝缘光纤卷绕在导体上就可检测 电流，能实现整个传感装置的小型轻量化，无电磁噪音的干扰，波形畸变小等优点。

图1是本实用新型的系统结构示意图图2是本实用新型信号流示意图图3是本实用新型电源电路的工作流程图
具体实施方式
以下结合附图对发明作进一步的说明如图1，一种光学式的配电变压器中线电流检测仪的全光纤传感器1，信号与数字 处理电路2，单片机控制电路3，LED显示电路4和电源电路5构成；全光纤传感器1的输出 端与信号与数字处理电路2的信号输入端连接；信号与数字处理电路2的输出端与单片机 控制电路3的信号输入端连接；单片机控制电路3的输出端与LED显示电路4的输入端连 接；电源电路5的输出端分别与全光纤传感器1、信号与数字处理电路2、单片机控制电路 3、LED显示电路4的电源输入端连接。其中，信号流示意图，如图2，由全光纤传感器1里超光度二极管发出光束，到传感 器光纤部分12经过电流发生偏振；偏振的光信号被传回全光纤传感器1进行偏光检验；全 光纤传感器1的信号输出端与信号与数字处理电路2的信号输入端连接；信号与数字处理 电路2的信号输出端与单片机电路3的信号输入端连接。本实用新型采用由南瑞研制的全 光纤电流传感器，采用了 3x3保偏光纤耦合器，避免了人为地制造相位差，电流传感系统工 作更稳定，完全能够满足要求。电源电路4，如图3，由整流桥滤波和变压电路51、全光纤电流传感器1的D⑶C供 电电压转换电路52，信号与数字处理电路2的供电电压转换电路53，单片机电路3和LED 显示电路的电源由电路54构成。整流桥滤波电路51的输入端与220V交流电源连接；整流 桥滤波和变压电路51的输出端分别与DCDC供电电压转换电路52、信号与数字处理电路2 的供电电压转换电路53、单片机电路3和LED显示电路4的供电电源电路54的电源输入端 连接；DCDC供电电压转换电路52的输出端与全光纤电流传感器1的电源输入端连接；信号 与数字处理电路2的供电电压转换电路43的输出端与信号与数字处理电路2的电源输入端连接；单片机电路3和LED显示电路3的隔离供电电源电路54的输入端与整流桥滤波和 变压电路51输出端连接。单片机 4 采用 Microchip 公司的 PIC16F628A。
权利要求一种光学式的配电变压器中线电流检测仪的全光纤传感器，其特征是由电流传感器、信号与数字处理电路(2)、单片机控制电路(3)、LED显示电路(4)和电源电路(5)构成；其中电流传感器的输出端与信号与数字处理电路(2)的信号输入端连接；信号与数字处理电路(2)的输出端与单片机控制电路(3)的信号输入端连接；单片机控制电路(3)的输出端与LED显示电路(4)的输入端连接；电源电路(5)的输出端分别与全光纤传感器(1)、信号与数字处理电路(2)、单片机控制电路(3)、LED显示电路(4)的电源输入端连接；所述电流传感器为全光纤电流传感器(1)。
专利摘要本实用新型涉及一种光学式的配电变压器中线电流检测仪，主要是利用全光纤电流传感器实现对配电变压器中线电流的检测，从而测量变压器中性线电流引起的变压器损耗，提高变压器运行的效率及安全性。具有灵敏度高，且不受电流大小限制，容易安装，不用断开导线，仅将细长、柔软的绝缘光纤卷绕在导体上就可检测电流，能实现整个传感装置的小型轻量化，无电磁噪音的干扰，波形畸变小等优点。对电力系统中变压器稳定运行有重要的预防意义。
文档编号G01R19/00GK201707382SQ201020225770
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者刘勇, 朱睿, 赵阔, 陈正宇 申请人:重庆市电力公司江津供电局