外界。通信模块与控制器连接，可以将 存在预设的存储器中的数据以及上述的报警信号传输出去。其中，该通信模块可以是 ZIGBEE或者GPRS等无线网络通信模块，但并局限于该两种通信模块。
[0074] 请参考图4,图4为本发明另一种【具体实施方式】所提供的输电线路暂态电流采集装 置结构示意图。
[0075] 在本发明的一种【具体实施方式】中，如图4所示，电流传感模块包括一个低幅值行波 传感器102和一个高幅值行波传感器101以及与之对应相连的行波调理电路103,工频传感 模块3和工频调理电路7相连，行波触发模块3包括相互连接的一个行波窗口比较器301和一 个行波阈值D/A电路302，工频触发模块8包括相互连接的一个工频窗口比较器801和一个工 频阈值D/A电路802,采集模块2包括一个高速采集控制器CPLD(复杂可编程逻辑器件)205、 两个AD转换器A/D1 201和A/D2 203、以及两个型号为IS61WV102416BLL、容量为lMX16bit、 可存入5个周波的高速采集存储器SRAM1 202和SRAM2 204,通讯模块为GPRS 9,预设的存储 器为SPI flash(串口闪存)5,控制器为M⑶(单片机)4;上述器件中，低幅值行波传感器和高 幅值行波传感器均包括柔性罗氏线圈和与之相连的有源积分电路。
[0076] 下面对本实施方式中的装置的工作过程作进一步阐明：
[0077] 被测输电线路穿过低幅值行波传感器和高幅值行波传感器，该双线圈同步采集的 方式可实现对输电线路100A-100kA暂态故障电流的精确采集。无故障情况下，低幅值行波 传感器和/或高幅值行波传感器检测到的暂态电流的行波模拟信号经行波调理电路调理 后，在高速采集控制器CPLD的控制下，分别经过AD转换器A/D1和A/D2进行AD转换，并分别存 入高速采集存储器SRAM1和SRAM2中以备故障发生时调用。其中，CPLD输出10M的时钟控制信 号CLK给A/D 1和A/D2以控制其采样速率，同时输出来自于MCU的SRAM控制信号给SRAM1和 SRAM2以控制其通过32bit数据总线分别接收和存储来自A/D1的低16bit数据和来自A/D2的 高16b i t数据。CPLD还与MCU的UART (通用异步收发传输)端双向连接。
[0078]故障发生时，来自行波调理电路的暂态电流的行波模拟信号超过来自行波阈值DA 转换器的MCU设定的行波阈值，从而使得行波比较器发出行波触发信号，该行波触发信号触 发CPLD控制A/D1和A/D2暂停对行波模拟信号的转换和SRAM1和SRAM2暂停对行波模拟信号 的存储，并将32bit数据总线控制权交给M⑶，同时还触发MCU通过32bit数据总线读取SRAM1 和SRAM2中存储的包含故障暂态电流前后共5个周波的行波模拟信号并存入存储器SPI flash中，并通过GPRS发送到外部主站。上述行波阈值的设定方法是M⑶根据当前通过内置 AD接收的来自工频调理电路的工频模拟信号反映的电压等级、背景噪声等信息，设定当前 的行波阈值。
[0079] 综上所述，本发明所提供的输电线路暂态电流采集装置，采用柔性罗氏线圈作为 电流传感模块的传感组件，利用廉价的电阻和电容等电器元件构成有源积分电路，与实际 的柔性罗氏线圈配合调试，确定电路参数，实现了对故障暂态电流的精确测量，消除了传统 互感器带宽的限制问题和磁饱和问题，并且可实现大电流幅值的精确采集和波形还原。从 而有效提高采样精度，保证对输电线路故障进行精确定位。
[0080] 以上对本发明所提供一种输电线路暂态电流采集装置进行了详细介绍。本文中应 用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理 解本发明及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明 原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利 要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种输电线路暂态电流采集装置，其特征在于，包括： 电流传感模块，用于检测输电线路的暂态电流，并输出所述暂态电流的行波模拟信号； 采集模块，用于将所述电流传感模块输出的行波模拟信号进行模数转换，并存储转换 后得到的对应行波数字信号； 行波触发模块，用于检测所述行波模拟信号是否超过预设的行波阈值，并在所述行波 模拟信号超过所述行波阈值时，发出第一触发信号，触发所述采集模块停止对所述行波模 拟信号的模数转换； 控制器，用于在检测到所述第一触发信号时读取所述采集模块存储的所述行波数字信 号，并将读取的所述行波数字信号存储在预设的存储器中； 其中，所述电流传感模块包括采集所述暂态电流的微分信号的柔性罗氏线圈，以及对 应的将所述柔性罗氏线圈输出微分信号还原为暂态电流的有源积分电路。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括： 行波调理电路，用于对所述电流传感模块输出的行波模拟信号进行信号幅度调整、滤 波和电平抬升。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括： AD转换器，用于对所述电流传感模块输出的行波模拟信号进行模数转换； 采集存储器，用于存储所述AD转换器输出的行波数字信号； 采集控制器，用于在接收到所述第一触发信号时，控制所述AD转换器停止AD转换和输 出，并控制所述采集存储器停止接收和存储行波数字信号。4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述行波触发模块包括： 行波比较器，用于检测所述行波模拟信号是否超过预设的行波阈值，并在所述行波模 拟信号超过所述行波阈值时，发出第一触发信号； D/A电路，用于根据所述控制器的对应控制信号设置所述行波阈值。5. 根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括： 工频传感模块，用于检测并输出所述输电线路的工频模拟信号； 其中，所述控制器还用于根据所述工频模拟信号设定所述行波阈值。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述工频传感模块包括工频传感器和工频 积分器，所述工频传感器用于采集所述输电线路的工频电流的微分信号，所述工频积分器 用于将所述工频电流的微分信号还原为工频电流。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 工频触发模块，用于检测所述工频模拟信号是否超过预设的工频阈值，并在所述工频 模拟信号超过所述工频阈值时，发出工频触发信号； 所述控制器还用于在接收到所述工频触发信号时，向预设报警终端发出报警信号。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制器还包括内置AD转换单元，用于 对所述工频传感模块输出的所述工频模拟信号进行模数转换，并设定所述工频阈值； 所述工频触发模块包括工频比较器和工频阈值D/A电路，所述工频阈值D/A电路用于接 收所述工频阈值，并将所述工频阈值的数字信号转化为对应的工频阈值模拟信号； 所述工频比较器用于检测所述工频模拟信号是否超过所述工频阈值模拟信号，并在所 述工频模拟信号超过所述工频阈值模拟信号时发出所述工频触发信号。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括： 工频调理电路，用于对所述工频传感模块输出的工频模拟信号进行信号幅度调整、滤 波和电平抬升。10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括： 通讯模块，用于将所述存储在预设的存储器中的行波数字信号传输给外界预设的主 站。
【专利摘要】本发明公开了一种输电线路暂态电流采集装置，包括：电流传感模块，用于检测输电线路的暂态电流，并输出对应的行波模拟信号；采集模块，用于对行波模拟信号进行模数转换，存储转换后所得行波数字信号；行波触发模块，用于检测行波模拟信号是否超过预设的行波阈值，在其超过行波阈值时，发出第一触发信号，触发采集模块停止模数转换；控制器，用于在检测到第一触发信号时读取并存储采集模块存储的行波数字信号至预设的存储器中；电流传感模块包括采集暂态电流的微分信号的柔性罗氏线圈，和将柔性罗氏线圈输出微分信号还原为暂态电流的有源积分电路。本发明可提高采样精度和可靠性，能有效还原暂态电流的行波信号，保证对输电线路故障进行精确定位。
【IPC分类】G01R31/08, G01R19/25
【公开号】CN105717353
【申请号】CN201610090805
【发明人】李贵廷, 杨俊 , 龚玲, 杨国华
【申请人】四川中光防雷科技股份有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月18日