[发明专利]一种宽流带输电线路自供电电流检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种宽流带输电线路自供电电流检测系统，其特征在于，包括套设在输电线路上的电流检测装置和取能装置，电流检测装置用于一次侧电流检测，取能装置为电流检测装置提供电能；

取能装置包括取能磁芯、取能绕组、补偿绕组II、取能装置励磁电流补偿单元、开关单元、能量处理单元、超级电容C和能量分配单元，取能磁芯与电流检测装置的电流检测主磁芯呈并行排列，且输电线路穿过取能磁芯内环，取能绕组和补偿绕组II均缠绕在取能磁芯上，取能装置励磁电流补偿单元输入端与信号处理单元输出端相连，取能装置励磁电流补偿单元输出端通过开关单元与补偿绕组II连接，取能绕组与能量处理单元连接，能量处理单元输出端与能量分配单元连接，且并联连接有超级电容C，能量分配单元的输出端分别与电流检测装置励磁电流补偿单元、信号处理单元、取能装置励磁电流补偿单元和开关单元的能量输入端相连；

开关单元包括电压比较器Ι、电压比较器II、滤波电路Ⅲ、滤波电路IV、驱动电路Ι、驱动电路II、电压继电器Ι和电压继电器II，电压比较器Ι、滤波电路Ⅲ、驱动电路Ι和电压继电器Ι依次串联连接，滤波电路Ⅲ对电压比较器Ι的输出起到稳幅作用，去除串扰引发的信号尖刺，驱动电路Ι提升电压比较器Ι经滤波后驱动电压继电器Ι的能力；电压比较器II、滤波电路IV、驱动电路II、电压继电器II依次串联连接，滤波电路IV对电压比较器II的输出起到稳幅作用，去除串扰引发的信号尖刺，驱动电路II提升电压比较器II经滤波后驱动电压继电器II的能力；

电压继电器Ι和电压继电器II均处于常开状态且并联连接，并联后与取能装置励磁电流补偿单元、补偿绕组II形成串联回路，两种电压继电器的动作信号分别由各自电压比较器输出的高低电平控制，预先输入取能磁芯随输变电线路电流变化的非线性特征，两种电压比较器的输入信号为一次侧电流RMS(I₁)，参考信号分别为RMS(I_1min)和RMS(I_1max)，I_1min表示超级电容开启充电状态的输变电线路最小电流，超级电容开启充电状态表示流过超级电容的电流等于漏电流，处于I_1min工作环境下的励磁电流为I_0min，I_1max表示取能磁芯处于临界饱和状态的输变电线路电流，处于I_1max工作环境下的励磁电流为I_0max。

2.根据权利要求1所述的宽流带输电线路自供电电流检测系统，其特征在于，电流检测装置包括电流检测主磁芯、电流检测辅助磁芯、检测绕组Ⅰ、反馈绕组、检测绕组II、补偿绕组Ⅰ、高精度采样电阻Z_p、信号处理单元和电流检测装置励磁电流补偿单元，检测绕组Ⅰ和反馈绕组均缠绕在电流检测主磁芯上，检测绕组II和补偿绕组Ⅰ均缠绕在电流检测辅助磁芯上，电流检测辅助磁芯嵌套于电流检测主磁芯内环，输电线路穿过电流检测辅助磁芯内环，且反馈绕组和补偿绕组Ⅰ通过电流检测装置励磁电流补偿单元连接，检测绕组Ⅰ和检测绕组II通过高精度采样电阻Z_p相连，信号处理单元与高精度采样电阻Z_p并联连接。

3.根据权利要求2所述的宽流带输电线路自供电电流检测系统，其特征在于，电流检测装置励磁电流补偿单元包括信号放大电路Ⅰ、滤波电路Ⅰ、移相电路Ⅰ、V-I转换电路Ⅰ和微控制单元Ⅰ，信号放大电路Ⅰ、滤波电路Ⅰ、移相电路Ⅰ和V-I转换电路Ⅰ依次串联连接，微控制单元Ⅰ分别与信号放大电路Ⅰ、移相电路Ⅰ和V-I转换电路Ⅰ相连，信号放大电路Ⅰ呈高输入阻抗特性，实现反馈绕组感应电动势的信号放大，移相电路Ⅰ移相角度为90°或-270°，微控制单元Ⅰ根据反馈绕组中感应电动势的大小判断铁芯中磁通情况，对流过补偿绕组Ⅰ的电流幅值实时控制。

4.根据权利要求1所述的宽流带输电线路自供电电流检测系统，其特征在于，信号处理单元包括依次串联连接的信号放大电路II、滤波电路II和V-I转换电路II，信号放大电路II对高精度采样电阻Z_p的电压值进行放大，滤波电路II采用低通滤波电路滤除高频信号，V-I转换电路II对滤波后的电压信号进行压流转换，从而实现一次侧电流的测量，并且输出电流作为取能装置励磁电流补偿单元的输入电流。