專利名稱：一種電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種專用于電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測裝置，屬于電力機車技術領域。
技術背景當前電力機車對高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓的測量主要采用油浸式電磁電壓互感器。油浸式電壓互感器主要由鐵心、繞組、油箱、出線裝置和變壓器油組成。已有結構的缺點是鐵芯電磁感應式結構會產(chǎn)生鐵磁諧振，同時由于鐵芯磁化特性、磁飽和特性導致對信息傳遞的響應速度慢，所測信號的頻率、電壓、電流變化范圍窄與相位角測量精度不高，具有非線性與飽和失真的輸出特征，難以適應隨著技術發(fā)展對網(wǎng)壓測量提出的更高需求。而且油浸式電壓互感器重量、體積過大，因用絕緣油加強器身絕緣和冷卻從而是整體結構較復雜，須定期更換絕緣油，在使用過程互感器絕緣油滲漏時有發(fā)生。上述情況提高了互感器在使用中的故障率和維護成本。
有人嘗試使用灌注干式互感器以克服油浸式電磁電壓互器的缺點，但同樣存在重量、體積大，在使用中出現(xiàn)過炸裂現(xiàn)象。
電磁式互感器一次繞組放電或擊穿時，有高電壓進入二次側危及人員和儀表的危險。二次繞組開路是電磁式互感器須絕對避免的危險狀態(tài)。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提出一種專用于電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測裝置，改變已有電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測裝置的結構，以提高操作人員和檢測設備的安全性。
本實用新型提出的電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置，包括(1)用于從電網(wǎng)取出電壓信號的電阻式分壓電壓傳感器，由高壓臂電阻R1、低壓臂電阻R2和放電管或穩(wěn)壓管S組成，放電管或穩(wěn)壓管S與低壓臂電阻R2并聯(lián)；(2)用于將上述電壓信號轉換成數(shù)字信號的A/D轉換器；(3)用于對上述A/D轉換器數(shù)字信號進行處理，以得到電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角的數(shù)字信號處理器；(4)用于將上述電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角數(shù)字信號傳輸給二次側儀表裝置的上行隔離光纖；(5)用于將二次側儀表裝置向數(shù)字信號處理器傳輸數(shù)字信號和控制信號的下行隔離光纖；(6)用于為上述A/D轉換器、數(shù)字信號處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源。
本實用新型提出的電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置，具有體積小、重量輕的優(yōu)點，其體積僅為傳統(tǒng)用于電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測的電磁式互感器的約1/8。測量頻帶寬，不存在磁飽和問題，無鐵磁諧振現(xiàn)象。而且避免了傳統(tǒng)電磁式互感器一次繞組放電或擊穿高電壓進入二次側的危險，二次側輸出不存在傳統(tǒng)電磁式互感器二次繞組嚴禁開路的要求。本電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測裝置由于一次側與二次側儀表裝置采用光纖進行高可靠的隔離，提高了電力機車司乘人員和設備的安全。


圖1為本實用新型設計的電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置的電路圖。
圖1中，1是電壓傳感器，2是A/D轉換器，3是數(shù)字信號處理器，4和6分別是上行和下行隔離光纖，7是隔離電源。
具體實施方式
本實用新型提出的電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置，其電路圖如圖1所示，用于從電網(wǎng)取出電壓信號的電阻式分壓電壓傳感器1，由高壓臂電阻R1、低壓臂電阻R2和放電管或穩(wěn)壓管S組成，放電管或穩(wěn)壓管S與低壓臂電阻R2并聯(lián)；用于將電壓信號轉換成數(shù)字信號的A/D轉換器2；用于對數(shù)字信號進行處理，以得到電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角的數(shù)字信號處理器3；用于將電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角數(shù)字信號傳輸給二次側儀表裝置的上行隔離光纖4；用于將二次側儀表裝置向數(shù)字信號處理器傳輸數(shù)據(jù)信號和控制信號的下行隔離光纖6；用于為上述A/D轉換器、數(shù)字信號處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源7。
上述電壓測量裝置的的工作原理是如附圖1所示，電網(wǎng)測量電壓由A端輸入，高壓臂電阻R1和低壓臂電阻R2組成電阻式分壓電壓傳感器1，電壓信號在低壓側取出。為防止低壓部分出現(xiàn)過壓，以保護二次側測量裝置，須在低壓電阻上加裝一個放電管或穩(wěn)壓管S，使其放電電壓恰好略小于或等于低壓側允許的最大電壓。電壓信號經(jīng)模數(shù)變換器2變換完成電網(wǎng)電壓信號的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)由數(shù)字信號處理器3后通過上行隔離光纖4持續(xù)將被測量電壓幅值、頻率、相角等數(shù)字信號經(jīng)上行隔離光纖傳輸給二次側儀表裝置5，下行隔離光纖6用于傳輸二次側儀表裝置向數(shù)字信號處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)信號和控制信號，本測量裝置中的A/D轉換器、數(shù)字信號處理器和上行隔離光纖的電源由隔離電源7提供，提供電壓的范圍在3～110V，電源隔離電壓高于30KV。
其中二次側儀表裝置5可以是網(wǎng)壓顯示表、電度表和功率因數(shù)補償控制系統(tǒng)(PFC)、繼電保護系統(tǒng)或其他任何設備。
本實用新型的一個具體實例中，電壓傳感器1的型號可為JDCG-W25，A/D轉換器2的型號可為BTAD-05，數(shù)字信號處理器3的型號可為PIC18F248，隔離電源7的型號可為BTP110/15-A。
權利要求1.一種電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置，其特征在于該測量裝置包括(1)用于從電網(wǎng)取出電壓信號的電阻式分壓電壓傳感器，由高壓臂電阻R1、低壓臂電阻R2和放電管或穩(wěn)壓管S組成，放電管或穩(wěn)壓管S與低壓臂電阻R2并聯(lián)；(2)用于將上述電壓信號轉換成數(shù)字信號的A/D轉換器；(3)用于對上述A/D轉換器數(shù)字信號進行處理，以得到電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角的數(shù)字信號處理器；(4)用于將上述電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角數(shù)字信號傳輸給二次側儀表裝置的上行隔離光纖；(5)用于將二次側儀表裝置向數(shù)字信號處理器傳輸數(shù)據(jù)信號和控制信號的下行隔離光纖；(6)用于為上述A/D轉換器、數(shù)字信號處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源。
專利摘要本實用新型涉及一種電力機車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測量裝置，屬于電力機車技術領域。包括用于從電網(wǎng)取出電壓信號的電阻式分壓電壓傳感器；用于將電壓信號轉換成數(shù)字信號的A/D轉換器；用于對數(shù)字信號進行處理，以得到電網(wǎng)的電壓幅值等的數(shù)字信號處理器；用于將電網(wǎng)的電壓幅值、頻率和相位角等數(shù)字信號傳輸給二次側儀表裝置的上行隔離光纖；用于將二次側儀表裝置向數(shù)字信號處理器傳輸數(shù)據(jù)信號和控制信號的下行隔離光纖；用于為A/D轉換器、數(shù)字信號處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源。本實用新型提出的電壓測量裝置，具有體積小、重量輕的優(yōu)點，由于一次側與二次側儀表裝置采用光纖進行高可靠的隔離，提高了電力機車司乘人員和設備的安全。
文檔編號G01R19/252GK2711741SQ200420077858
公開日2005年7月20日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權日2004年7月16日
發(fā)明者馬興凱, 王玉富, 陶曉峰 申請人:馬興凱, 王玉富, 陶曉峰