外界。通信模塊與控制器連接，可以將 存在預設的存儲器中的數據以及上述的報警信號傳輸出去。其中，該通信模塊可以是 ZIGBEE或者GPRS等無線網絡通信模塊，但并局限于該兩種通信模塊。
[0074] 請參考圖4,圖4為本發明另一種【具體實施方式】所提供的輸電線路暫態電流采集裝 置結構示意圖。
[0075] 在本發明的一種【具體實施方式】中，如圖4所示，電流傳感模塊包括一個低幅值行波 傳感器102和一個高幅值行波傳感器101以及與之對應相連的行波調理電路103,工頻傳感 模塊3和工頻調理電路7相連，行波觸發模塊3包括相互連接的一個行波窗口比較器301和一 個行波閾值D/A電路302，工頻觸發模塊8包括相互連接的一個工頻窗口比較器801和一個工 頻閾值D/A電路802,采集模塊2包括一個高速采集控制器CPLD(復雜可編程邏輯器件)205、 兩個AD轉換器A/D1 201和A/D2 203、以及兩個型號為IS61WV102416BLL、容量為lMX16bit、 可存入5個周波的高速采集存儲器SRAM1 202和SRAM2 204,通訊模塊為GPRS 9,預設的存儲 器為SPI flash(串口閃存)5,控制器為M⑶(單片機)4;上述器件中，低幅值行波傳感器和高 幅值行波傳感器均包括柔性羅氏線圈和與之相連的有源積分電路。
[0076] 下面對本實施方式中的裝置的工作過程作進一步闡明：
[0077] 被測輸電線路穿過低幅值行波傳感器和高幅值行波傳感器，該雙線圈同步采集的 方式可實現對輸電線路100A-100kA暫態故障電流的精確采集。無故障情況下，低幅值行波 傳感器和/或高幅值行波傳感器檢測到的暫態電流的行波模擬信號經行波調理電路調理 后，在高速采集控制器CPLD的控制下，分別經過AD轉換器A/D1和A/D2進行AD轉換，并分別存 入高速采集存儲器SRAM1和SRAM2中以備故障發生時調用。其中，CPLD輸出10M的時鐘控制信 號CLK給A/D 1和A/D2以控制其采樣速率，同時輸出來自于MCU的SRAM控制信號給SRAM1和 SRAM2以控制其通過32bit數據總線分別接收和存儲來自A/D1的低16bit數據和來自A/D2的 高16b i t數據。CPLD還與MCU的UART (通用異步收發傳輸)端雙向連接。
[0078]故障發生時，來自行波調理電路的暫態電流的行波模擬信號超過來自行波閾值DA 轉換器的MCU設定的行波閾值，從而使得行波比較器發出行波觸發信號，該行波觸發信號觸 發CPLD控制A/D1和A/D2暫停對行波模擬信號的轉換和SRAM1和SRAM2暫停對行波模擬信號 的存儲，并將32bit數據總線控制權交給M⑶，同時還觸發MCU通過32bit數據總線讀取SRAM1 和SRAM2中存儲的包含故障暫態電流前后共5個周波的行波模擬信號并存入存儲器SPI flash中，并通過GPRS發送到外部主站。上述行波閾值的設定方法是M⑶根據當前通過內置 AD接收的來自工頻調理電路的工頻模擬信號反映的電壓等級、背景噪聲等信息，設定當前 的行波閾值。
[0079] 綜上所述，本發明所提供的輸電線路暫態電流采集裝置，采用柔性羅氏線圈作為 電流傳感模塊的傳感組件，利用廉價的電阻和電容等電器元件構成有源積分電路，與實際 的柔性羅氏線圈配合調試，確定電路參數，實現了對故障暫態電流的精確測量，消除了傳統 互感器帶寬的限制問題和磁飽和問題，并且可實現大電流幅值的精確采集和波形還原。從 而有效提高采樣精度，保證對輸電線路故障進行精確定位。
[0080] 以上對本發明所提供一種輸電線路暫態電流采集裝置進行了詳細介紹。本文中應 用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理 解本發明及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明 原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利 要求的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種輸電線路暫態電流采集裝置，其特征在于，包括： 電流傳感模塊，用于檢測輸電線路的暫態電流，并輸出所述暫態電流的行波模擬信號； 采集模塊，用于將所述電流傳感模塊輸出的行波模擬信號進行模數轉換，并存儲轉換 后得到的對應行波數字信號； 行波觸發模塊，用于檢測所述行波模擬信號是否超過預設的行波閾值，并在所述行波 模擬信號超過所述行波閾值時，發出第一觸發信號，觸發所述采集模塊停止對所述行波模 擬信號的模數轉換； 控制器，用于在檢測到所述第一觸發信號時讀取所述采集模塊存儲的所述行波數字信 號，并將讀取的所述行波數字信號存儲在預設的存儲器中； 其中，所述電流傳感模塊包括采集所述暫態電流的微分信號的柔性羅氏線圈，以及對 應的將所述柔性羅氏線圈輸出微分信號還原為暫態電流的有源積分電路。2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 行波調理電路，用于對所述電流傳感模塊輸出的行波模擬信號進行信號幅度調整、濾 波和電平抬升。3. 根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊包括： AD轉換器，用于對所述電流傳感模塊輸出的行波模擬信號進行模數轉換； 采集存儲器，用于存儲所述AD轉換器輸出的行波數字信號； 采集控制器，用于在接收到所述第一觸發信號時，控制所述AD轉換器停止AD轉換和輸 出，并控制所述采集存儲器停止接收和存儲行波數字信號。4. 根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述行波觸發模塊包括： 行波比較器，用于檢測所述行波模擬信號是否超過預設的行波閾值，并在所述行波模 擬信號超過所述行波閾值時，發出第一觸發信號； D/A電路，用于根據所述控制器的對應控制信號設置所述行波閾值。5. 根據權利要求1至4任一項所述的裝置，其特征在于，還包括： 工頻傳感模塊，用于檢測并輸出所述輸電線路的工頻模擬信號； 其中，所述控制器還用于根據所述工頻模擬信號設定所述行波閾值。6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述工頻傳感模塊包括工頻傳感器和工頻 積分器，所述工頻傳感器用于采集所述輸電線路的工頻電流的微分信號，所述工頻積分器 用于將所述工頻電流的微分信號還原為工頻電流。7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括： 工頻觸發模塊，用于檢測所述工頻模擬信號是否超過預設的工頻閾值，并在所述工頻 模擬信號超過所述工頻閾值時，發出工頻觸發信號； 所述控制器還用于在接收到所述工頻觸發信號時，向預設報警終端發出報警信號。8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述控制器還包括內置AD轉換單元，用于 對所述工頻傳感模塊輸出的所述工頻模擬信號進行模數轉換，并設定所述工頻閾值； 所述工頻觸發模塊包括工頻比較器和工頻閾值D/A電路，所述工頻閾值D/A電路用于接 收所述工頻閾值，并將所述工頻閾值的數字信號轉化為對應的工頻閾值模擬信號； 所述工頻比較器用于檢測所述工頻模擬信號是否超過所述工頻閾值模擬信號，并在所 述工頻模擬信號超過所述工頻閾值模擬信號時發出所述工頻觸發信號。9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括： 工頻調理電路，用于對所述工頻傳感模塊輸出的工頻模擬信號進行信號幅度調整、濾 波和電平抬升。10. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括： 通訊模塊，用于將所述存儲在預設的存儲器中的行波數字信號傳輸給外界預設的主 站。
【專利摘要】本發明公開了一種輸電線路暫態電流采集裝置，包括：電流傳感模塊，用于檢測輸電線路的暫態電流，并輸出對應的行波模擬信號；采集模塊，用于對行波模擬信號進行模數轉換，存儲轉換后所得行波數字信號；行波觸發模塊，用于檢測行波模擬信號是否超過預設的行波閾值，在其超過行波閾值時，發出第一觸發信號，觸發采集模塊停止模數轉換；控制器，用于在檢測到第一觸發信號時讀取并存儲采集模塊存儲的行波數字信號至預設的存儲器中；電流傳感模塊包括采集暫態電流的微分信號的柔性羅氏線圈，和將柔性羅氏線圈輸出微分信號還原為暫態電流的有源積分電路。本發明可提高采樣精度和可靠性，能有效還原暫態電流的行波信號，保證對輸電線路故障進行精確定位。
【IPC分類】G01R31/08, G01R19/25
【公開號】CN105717353
【申請號】CN201610090805
【發明人】李貴廷, 楊俊 , 龔玲, 楊國華
【申請人】四川中光防雷科技股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月18日