專利名稱：電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種專用于電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置，屬于電力機(jī)車技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景當(dāng)前電力機(jī)車對(duì)高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓的測(cè)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(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是鐵芯電磁感應(yīng)式結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振，同時(shí)由于鐵芯磁化特性、磁飽和特性導(dǎo)致對(duì)信息傳遞的響應(yīng)速度慢，所測(cè)信號(hào)的頻率、電壓、電流變化范圍窄與相位角測(cè)量精度不高，具有非線性與飽和失真的輸出特征，難以適應(yīng)隨著技術(shù)發(fā)展對(duì)網(wǎng)壓測(cè)量提出的更高需求。而且油浸式電壓互感器重量、體積過(guò)大，因用絕緣油加強(qiáng)器身絕緣和冷卻從而是整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，須定期更換絕緣油，在使用過(guò)程互感器絕緣油滲漏時(shí)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(hù)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(diǎn)，但同樣存在重量、體積大，在使用中出現(xiàn)過(guò)炸裂現(xiàn)象。
電磁式互感器一次繞組放電或擊穿時(shí)，有高電壓進(jìn)入二次側(cè)危及人員和儀表的危險(xiǎn)。二次繞組開(kāi)路是電磁式互感器須絕對(duì)避免的危險(xiǎn)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種專用于電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置，改變已有電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)，以提高操作人員和檢測(cè)設(shè)備的安全性。
本實(shí)用新型提出的電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置，包括(1)用于從電網(wǎng)取出電壓信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；(3)用于對(duì)上述A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(hào)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(hào)傳輸給二次側(cè)儀表裝置的上行隔離光纖；(5)用于將二次側(cè)儀表裝置向數(shù)字信號(hào)處理器傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的下行隔離光纖；
(6)用于為上述A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源，該隔離電源的輸入端與高壓電網(wǎng)相連接。
本實(shí)用新型提出的電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置，具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，其體積僅為傳統(tǒng)用于電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測(cè)的電磁式互感器的約1/8。測(cè)量頻帶寬，不存在磁飽和問(wèn)題，無(wú)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(jìn)入二次側(cè)的危險(xiǎn)，二次側(cè)輸出不存在傳統(tǒng)電磁式互感器二次繞組嚴(yán)禁開(kāi)路的要求。本電網(wǎng)網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置由于一次側(cè)與二次側(cè)儀表裝置采用光纖進(jìn)行高可靠的隔離，提高了電力機(jī)車司乘人員和設(shè)備的安全。


圖1為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置的電路圖。
圖1中，1是電壓傳感器，2是A/D轉(zhuǎn)換器，3是數(shù)字信號(hào)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(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置，其電路圖如圖1所示，用于從電網(wǎng)取出電壓信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器2；用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(hào)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(hào)傳輸給二次側(cè)儀表裝置的上行隔離光纖4；用于將二次側(cè)儀表裝置向數(shù)字信號(hào)處理器傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的下行隔離光纖6；用于為上述A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源7，該隔離電源的輸入端與高壓電網(wǎng)相連接，因此對(duì)該電源的充電通過(guò)電網(wǎng)供電完成，該電源與二次側(cè)儀表裝置完全隔離。
上述電壓測(cè)量裝置的的工作原理是如附圖1所示，電網(wǎng)測(cè)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(hào)在低壓側(cè)取出。為防止低壓部分出現(xiàn)過(guò)壓，以保護(hù)二次側(cè)測(cè)量裝置，須在低壓電阻上加裝一個(gè)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(cè)允許的最大電壓。電壓信號(hào)經(jīng)模數(shù)變換器2變換完成電網(wǎng)電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)由數(shù)字信號(hào)處理器3后通過(guò)上行隔離光纖4持續(xù)將被測(cè)量電壓幅值、頻率、相角等數(shù)字信號(hào)經(jīng)上行隔離光纖傳輸給二次側(cè)儀表裝置5，下行隔離光纖6用于傳輸二次側(cè)儀表裝置向數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)，本測(cè)量裝置中的A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和上行隔離光纖的電源由隔離電源7提供，該隔離電源的輸入端與高壓電網(wǎng)相連接，因此對(duì)該電源的充電通過(guò)電網(wǎng)供電完成，該電源與二次側(cè)儀表裝置完全隔離。
其中二次側(cè)儀表裝置5可以是網(wǎng)壓顯示表、電度表和功率因數(shù)補(bǔ)償控制系統(tǒng)(PFC)、繼電保護(hù)系統(tǒng)或其他任何設(shè)備。
本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)例中，電壓傳感器1的型號(hào)可為JDCG-W25，A/D轉(zhuǎn)換器2的型號(hào)可為BTAD-05，數(shù)字信號(hào)處理器3的型號(hào)可為PIC18F248，隔離電源7的型號(hào)可為BTP-1505D。
權(quán)利要求1.一種電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置，其特征在于該測(cè)量裝置包括(1)用于從電網(wǎng)取出電壓信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；(3)用于對(duì)上述A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(hào)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(hào)傳輸給二次側(cè)儀表裝置的上行隔離光纖；(5)用于將二次側(cè)儀表裝置向數(shù)字信號(hào)處理器傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的下行隔離光纖；(6)用于為上述A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和上行隔離光纖供電的隔離電源，該隔離電源的輸入端與高壓電網(wǎng)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電力機(jī)車高壓電網(wǎng)網(wǎng)電壓測(cè)量裝置，屬于電力機(jī)車技術(shù)領(lǐng)域。包括用于從電網(wǎng)取出電壓信號(hào)的電阻式分壓電壓傳感器；用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，以得到電網(wǎng)的電壓幅值等的數(shù)字信號(hào)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(hào)傳輸給二次側(cè)儀表裝置的上行隔離光纖；用于將二次側(cè)儀表裝置向數(shù)字信號(hào)處理器傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的下行隔離光纖；用于為A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器等供電的隔離電源，其輸入端與高壓電網(wǎng)相連接。本實(shí)用新型提出的電壓測(cè)量裝置，體積小、重量輕，一次側(cè)與二次側(cè)儀表采用光纖進(jìn)行高可靠的隔離，提高了電力機(jī)車司乘人員和設(shè)備的安全。
文檔編號(hào)G01R19/252GK2711742SQ200420077860
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者馬興凱, 王玉富, 陶曉峰 申請(qǐng)人:馬興凱, 王玉富, 陶曉峰