專利名稱:光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
光電數(shù)字直接式中高壓電力電倉(cāng)緣駄領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,屬于電力中高壓電流電壓iti/繼電保護(hù)用互感器產(chǎn)品和中高壓計(jì)量電能表技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景傳統(tǒng)電力計(jì)量用電能表與電力互 是分離的,其工作過(guò)程為不同電壓等級(jí) 電力母線上的電流和電壓一次參數(shù)通過(guò)傳統(tǒng)的電力電流和電壓互感器轉(zhuǎn)變?yōu)槎涡盘?hào),即額定電流下5A和額定電壓下100V,這種參數(shù)會(huì)使計(jì)量芯片過(guò)載。所 以電能二次參數(shù)送入電能表的輸入端必須經(jīng)過(guò)表內(nèi)的第二級(jí)電流和電壓互感器 轉(zhuǎn)換為小幅度信號(hào)后再輸入至附量芯片進(jìn)行計(jì)飽算和顯示,即傳統(tǒng)i情模式的 電能表需要兩級(jí)電力互繊電能參數(shù)轉(zhuǎn)換,在中高壓計(jì)量上深受傳統(tǒng)電力互繊 固有缺點(diǎn)的嚴(yán)重影響。傳統(tǒng)電力互感器的固有缺欠主要表現(xiàn)在1、體積大、重 量重。2、高壓互,采用絕緣油或六氟化硫氣體絕緣,存在泄漏引起爆炸的潛 在危險(xiǎn)。3、存在鐵磁飽和與鐵磁諧振的影響。4、動(dòng)態(tài)范圍小、頻帶窄。5、傳 統(tǒng)電力互ii^制造成本隨著電網(wǎng)電壓電流等級(jí)的提高成幾何級(jí)數(shù)增加。6、 二次 線圈帶負(fù)載能力差帶來(lái)二次線損壓辭合電能表計(jì)離繊大的誤差。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,采用本設(shè) 計(jì)中的新型電力傳感器,取代傳統(tǒng)電力互感器并將其直接納入一體化直接式電能 表設(shè)計(jì)中,電力母線參數(shù)只需經(jīng)新型電力傳麟一次變換,M數(shù)字化和激光化 處理,^ 接式電能表的電能娜傳輸、計(jì)量計(jì)算與顯示功能,全面解決了傳 統(tǒng)互麟性能的固有缺欠和傳統(tǒng)電能表需兩級(jí)互繊帶來(lái)的計(jì)ii^,這種新型電能^i應(yīng)電力計(jì)量技術(shù)的;gM^勢(shì)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案本實(shí)用新型的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表包 括高壓側(cè)傳感頭、 傳輸信道和低壓側(cè)終端,其高壓側(cè)傳感頭包括順序連接 的空氣導(dǎo)磁電流傳感器的輸出端和阻容分壓式電壓傳感器的輸出端分別與電能 計(jì)量芯片的輸A^鰱接,電能itl芯片的輸出端與大氣繊信道信息激光器組件 的輸入京^i接,大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件的輸出《;大氣 傳輸信邀每母 線電能 傳輸?shù)降蛪簜?cè)終端,低壓側(cè)終端包括依次連接的大氣M信道光電接 收組件和dsp模塊、dsp模塊的輸出Mf腿側(cè)終端的輸出接口連接計(jì)量顯示單 元的輸局;高壓側(cè)傳感頭采用激光供電,包括置于低壓側(cè)大氣能量信道能量激 光器和對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)大氣能量信道硅探測(cè)器陣列。
戶脫的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,空氣導(dǎo)磁電流傳繊和阻容分壓 式電壓傳自同在高壓側(cè)。戶皿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,空氣導(dǎo)磁電流傳SI^高壓側(cè), 阻容分壓式電壓傳繊二次輸出信號(hào)招氐壓側(cè)。戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,大氣繊信道信息激光器組件采 用大功率紅外高速信息激光器,大氣數(shù)據(jù)信道光電接收組件采用銦鎵砷磷探測(cè) 器。戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,,信觀用復(fù)^色緣光纖信號(hào) 柱,光纖信號(hào)柱包^^色緣筒,絕緣筒上下分別是高壓端和低壓端,高壓端分別與 大氣麵信道信息激光器組件和大氣能量信道硅探測(cè)器陣列連接,低壓端分別與大氣繊言道光電接收組件和大氣驢信道能量激光器連接;高壓端和低壓端之 間連接多根用于光纖電能 傳輸和光纖激光供電的光纖。所述的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征在于空氣導(dǎo)磁電流傳感 器的結(jié)構(gòu)為穿過(guò)電力多芯母線的六層印刷電路板PCB方式感應(yīng)線圈,感應(yīng)線圈外 有兩層間隔布置的金屬屏蔽結(jié)構(gòu),電流二次信號(hào)的微分信號(hào)di/dt由感應(yīng)線圈兩 端輸出。戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,電壓傳繊為阻容分壓方式,阻 容分壓方式電壓傳繊包括多個(gè)測(cè)量電阻串連后與多個(gè)電容串連后并聯(lián),由兩個(gè) 電容的連接點(diǎn)弓I出金屬環(huán)圍繞頓應(yīng)的領(lǐng)糧電fflJ:作為屏蔽,電壓二次信號(hào)由低 壓端iti電阻兩端輸出。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電力計(jì)量技術(shù)數(shù)字化、激光化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和小型化,它將傳統(tǒng)電能表的表外電力互繊一次電能參數(shù)傳感、表 內(nèi)二級(jí)互自減幅、電能計(jì)量和顯示功能融為一體,直接從中高壓電力輸電線路 上傳感電能參數(shù),直接完成中高壓電能參數(shù)的傳感、高低壓間數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)量和 顯示。將新型電力傳感器與計(jì)量計(jì)t^斗學(xué)地融合為一體,函蓋電力傳感器、光電 轉(zhuǎn)換、數(shù)字處理、計(jì)量計(jì)算、顯示存儲(chǔ),以適應(yīng)電力一次設(shè)備數(shù)字化二次設(shè)備網(wǎng) 絡(luò)化的電力技術(shù)發(fā),勢(shì),它改變了傳統(tǒng)電力電能表與母線電力互感器分離的模 式帶來(lái)的弊端,設(shè)計(jì)了直接式電能表配套的新型光電數(shù)字電力傳感器,提高了互 自性能,解決了傳統(tǒng)電能表需要進(jìn)行兩次互皿參數(shù)變換而弓l入較大的計(jì)量誤 差,豐富了電能表功能,降低了電能就互感器不必要的高要求,提高了電能表 的計(jì)量準(zhǔn)確度,增加了電力計(jì)量系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。本實(shí)用新型可與其接口的微拋旌電保護(hù)系統(tǒng)組合配套,成為組建新型數(shù)字輸 配電網(wǎng)和開(kāi)放式激光數(shù)字變電站的核心裝置,符合國(guó)際國(guó)內(nèi)電力技術(shù)的發(fā)自 勢(shì),可廣泛應(yīng)用于輸配電網(wǎng)站電^/電壓計(jì)量與繼電傲戶數(shù)字t給自動(dòng)化系統(tǒng)、智能開(kāi)^/計(jì)量柜、智能斷路器、GIS、 COM PASS設(shè)備和脈沖大電流測(cè)量設(shè)備。
這種新型電能表高壓側(cè)傳感頭的電能數(shù)據(jù)變成光信號(hào)通過(guò)光傳輸信道傳輸 至艦壓側(cè)終端。具有1)大氣繊信道信息傳輸;(2)大氣育讀信道會(huì)讀傳輸。 本實(shí)用新型光電數(shù)字直接式電能表的創(chuàng)新之處還在于1、 高壓側(cè)傳感頭采用電流di/dt信號(hào)輸入專用計(jì)量IC芯片技術(shù),其中核 心器件為Analog devices公司ADE7759。2、 在電能數(shù)據(jù)光信號(hào)傳輸模式的設(shè)計(jì)上產(chǎn)品有無(wú)絕緣結(jié)構(gòu)激光大氣數(shù)據(jù) 信道3teig行技術(shù)結(jié)構(gòu),也有互為熱備雙信道的大氣數(shù)據(jù)信it/復(fù)合絕緣光纖信 號(hào)M(M言道并列運(yùn)行技術(shù)結(jié)構(gòu)。3、 在光供電方式上產(chǎn)品有大氣能量信道會(huì)糧激光供電3^it行技術(shù)結(jié)構(gòu), 也有乂M道的大氣能量信道激光供電/砷化鎵(GaAs)光伏能量轉(zhuǎn)換器超粗芯徑 多模光纖能量信道激光供電(包括大功率半導(dǎo)體激光器、高穩(wěn)定度恒流源、溫 控、功控功能)并行供電技術(shù)結(jié)構(gòu)。4、 低壓側(cè)終端系統(tǒng)后臺(tái)為基于IEC61850過(guò)程總線結(jié)構(gòu),具有多種,接 口,符合電子式互感器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-7、 60044-8、 61850-9-1、 61850-9-2 以及我國(guó)電子式電、^/電壓互感器新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(報(bào)批稿), 一次與二次設(shè)備之間 的接口根據(jù)不同的電力系統(tǒng)供用戶選擇模擬方式:22.5mV、 150mV、 225mV和 4V連續(xù)可調(diào);或者數(shù)字方式RS232、 RS485和100M以太網(wǎng)口。5、 設(shè)計(jì)了與電能表配套的中高壓空氣導(dǎo)磁電流傳 和阻容分壓式電壓傳 感器,這種新型電力傳自屬于電子式電箭L/電壓互感器,其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在(1)、絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)性能好,安全性高;(2)、抗電磁干擾,不存在鐵磁 飽和與鐵磁諧振;(3)、頻帶寬,測(cè)量范圍大;(4)、體積小、重量輕;(5)、光 電數(shù)字輸出,MiS電力系統(tǒng)itS激光化、數(shù)字化和網(wǎng)謝七的要求。在現(xiàn)有的Rogowski線圈電、^i:感器中,線圈工藝設(shè)計(jì)中屏蔽技術(shù)簡(jiǎn)單,單匝串芯,感應(yīng)量小,極易受母線高電壓強(qiáng)電流的電磁影響,這就是很多研究單 位和企業(yè)制造的Rogowski線圈電流互感器測(cè)量精度不高線性度不佳的原因所 在。本實(shí)用新型針對(duì)上述電流互感器的不足設(shè)計(jì)出新型空氣導(dǎo)磁電流傳感器, 其感應(yīng)線圈在電TO蔽、電氣結(jié)構(gòu)、材料和工藝方面進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì),包括(1) 采用六層印刷電路板PCB感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)。(2) 或者在陶鶴襯或柳誠(chéng)襯支撐結(jié)構(gòu)上采用一種高性能合纖材纟鄉(xiāng)憾應(yīng)(3) 采用一種參雜合^g材質(zhì)設(shè)計(jì)成封閉型兩層電磁屏蔽結(jié)構(gòu)和采取高壓屏蔽 層接高壓的高壓屏蔽技術(shù)。(4) 采用母線多芯電磁感應(yīng)結(jié)構(gòu)解決了現(xiàn)有Rogowski線圈電^S,普遍存 在的電磁感應(yīng)量微弱(特別是小額定電流運(yùn)行環(huán)境)而經(jīng)不起特高電壓強(qiáng)電流 電磁干擾使傳 線',劣化準(zhǔn)確度不高的缺欠。
新型阻容分壓式電壓傳感器的設(shè)計(jì)采用通過(guò)與計(jì)量電阻支路并列的電容 支路上取得相對(duì)于電阻的等電位屏蔽的技術(shù),同時(shí)采用金屬層高低壓屏蔽和均壓環(huán),這種技術(shù)結(jié)構(gòu)的電壓傳繊itS精度高抗電磁干擾能力強(qiáng)。
圖1 :模式為電流/電壓傳感器同在高壓側(cè)傳感頭的中高壓光電數(shù)字直 接式電能表電原理方框圖。圖2:模式為電流傳/i^高壓側(cè)傳感頭、電壓傳麟在低壓側(cè)的中 高壓光電數(shù)字直接式電能表原理方框圖。圖3: DSPt莫i央原理方框圖。圖4:高壓側(cè)傳感頭通過(guò)無(wú)絕緣結(jié)構(gòu)激光大氣信道電能 單通道傳輸 結(jié)構(gòu)示意圖。圖5:高壓側(cè)傳感頭通過(guò)復(fù)合絕緣光纖信號(hào)柱乂Mii傳輸結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6:六層印刷電路板PCB結(jié)構(gòu)空氣導(dǎo)磁電流傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7:高壓側(cè)傳感頭結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8:阻容分壓式電壓傳自原理示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型光電數(shù)字直接式電能表具體實(shí)施方式
詳細(xì)說(shuō)明圖1是模式為電tl/電壓傳感器同在高壓側(cè)傳感頭的中高壓光電數(shù)字直接式電能表的電原理方框圖:空氣導(dǎo)磁電流傳 輸出的電流微分di/dt 二次信號(hào)和 電壓傳,輸出的電壓u 二次信號(hào)連接電能計(jì)量芯片(Analog Devices公司) ADE7759的輸入端,ADE7759計(jì)算處理后其CF端輸出的電功率脈沖經(jīng)大氣數(shù)據(jù)信 道信息激光器組件輸出,傳輸?shù)降蛪簜?cè)終端,由低壓側(cè)終端的大氣 信道光電 接收組件將光信號(hào)還原為電信號(hào)i^A DSP模塊輸入端。圖3為DSP模塊原理方框圖。DSP模塊包掛(W連接的比較器、FPGA、 A/D 轉(zhuǎn)換器和DSP, 5Pli可編程邏輯器件FPGA為ALTERA公司ACEX1K系列產(chǎn)品,數(shù) 字信號(hào)處理器DSP為器件TMS320F2812。iSA DSP模塊的電信號(hào)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)可編禾 件FPGA (ALTERA公司ACEX1K系 歹lj)按時(shí)序邏輯控制、A/D轉(zhuǎn)換器(AnalogDevices公司AD7687)完成電流模擬 信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換后的串行數(shù)字信號(hào)變換為并行信號(hào)送入 DSP(TMS320F2812)進(jìn)行計(jì)量處理,DSP模i央經(jīng)輸出接口連接計(jì)量顯示單元完成電 力斜目電能參艦示。激光供電方式為相應(yīng)的高壓側(cè)傳感頭的電謝共電,由低壓 側(cè)的大氣能量信道會(huì)糧激光器對(duì)t激光,高壓側(cè)大氣能量信道硅探測(cè)器陣列接收 后轉(zhuǎn)換為+5V給高壓側(cè)傳感頭的電謝共電。圖2是模式為電流傳麟在高壓側(cè)傳感頭、電壓傳li^E低壓頓啲中高壓 光電數(shù)字直接式電能表原理方框圖其優(yōu)點(diǎn)之一是可禾鵬電壓傳繊二次信號(hào) 接入低壓側(cè)終端的技術(shù),會(huì)巨方便在計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中既可采用新型電壓傳,也 可采用傳統(tǒng)電壓互感器,這種技術(shù)結(jié)構(gòu)會(huì)腿應(yīng)當(dāng)前電力部門(mén)的運(yùn)行瞎況。這種直接式電能表技術(shù)結(jié)構(gòu)為在高壓側(cè)傳感頭中由空氣導(dǎo)磁電流傳感器 輸出的電流di/dt信號(hào)M積分電路、放大禾口 A/D轉(zhuǎn)換電路jl,連接組成的調(diào) 理電路板,由調(diào)理電路板數(shù)字輸出端輸出電流二次信號(hào)。高壓側(cè)傳感頭中單片機(jī)CPU (MSP430F122)按時(shí)序邏輯控制A/D轉(zhuǎn)換器完成電流模擬信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn) 換,采用高壓側(cè)主動(dòng)時(shí)鐘同步串行方式經(jīng)光纖數(shù)據(jù)信道信息發(fā)光二極管組件 (HP公司HFBR4000激寸器件)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字光信號(hào),再經(jīng)光纖信道傳輸?shù)降?壓側(cè)終端。光纖數(shù)據(jù)信道光電接收組件(HP公司HFBR4000接收器件)接收 高壓母線電流和處在低壓側(cè)電壓傳繊母線電壓二次光數(shù)字信號(hào)(電壓傳麟 模數(shù)信號(hào)處理電路與電流傳麟相同,不予贅述),轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號(hào)送入DSP 模土央相應(yīng)輸入端,經(jīng)FPGA對(duì)串行信號(hào)進(jìn)行并行轉(zhuǎn)換后進(jìn)入DSP運(yùn)算處理(因 電^/電壓傳 均為數(shù)字 進(jìn)入DSP,在此技術(shù)方案中DSP模:t^M A/D轉(zhuǎn)換 器不用)再經(jīng)低壓側(cè)終端RS232/RS485串口和100M以太網(wǎng)接口 (雙端口快速 以太網(wǎng)^器芯片LXT973)輸出有功功率、無(wú)功功率、電流有效值、電壓有 效值和線電壓相位值這些電能數(shù)據(jù)連接計(jì)量顯示單元輸入端完成電能參數(shù)顯 示。本直接式電能表具有電斷十Sii算、顯示、存儲(chǔ)和管理功能。激光供電方 式為相應(yīng)的光纖能量信道供電,由光纖會(huì)糧信道能量激光器^^敫光,光纖能 量信道光伏能量轉(zhuǎn)換器接收后轉(zhuǎn)換為+5V給高壓側(cè)傳感頭的電斷共電。圖4為高壓側(cè)傳感頭m無(wú)絕緣結(jié)構(gòu)激光大氣信道傳輸電能M單信道傳輸?shù)氖疽鈭D圖中4.1是大氣娜信道光電接收組件、4. 2是大氣能量信道能量 激光器、4. 3是大氣 信道信息激光器組件、4. 4是大氣會(huì)匯信道硅探測(cè)器陣 列。大氣 信道信息激光器組{瞎于紅外激光大氣挪巨傳輸技術(shù), 表明紅 外激光波段810—860nm、 980—1060 nm、 1550—1600 nm波段是良好的激光大氣 傳輸窗口;采用AirFibre公司、LightPointe公司、Optical公司產(chǎn)品,波長(zhǎng) 0.85um、 1.31um、 1. 55um大功率紅外高速信息激光器,輸出功率tni況環(huán)境 而定,傳輸距離3km。(實(shí)際應(yīng)用傳輸距離約3—20m,本實(shí)施例的激光微錢(qián) L55um長(zhǎng)波長(zhǎng)),激光器劍寸平行光束,M大氣空間^ll介質(zhì),實(shí)現(xiàn)高速電 能 信號(hào)的職4 ,大氣繊信道信息激光器組件鄉(xiāng),組件采用1.55nm 波長(zhǎng)大功率紅外高速信息激光器;大氣 信道光電接收組#^收,組件采用銦 鎵砷磷探測(cè)器寬窗口光電接收組件。理論與逸衞正明信息/會(huì)^量激光大氣傳輸對(duì) 電氣絕緣不存在影響,對(duì)電磁干擾不敏感,具有優(yōu)良的絕緣性能,特別適合在強(qiáng) 電流特高電壓電磁環(huán)境中應(yīng)用,空間傳輸激光束在電測(cè)應(yīng)用小于200米傳輸距離
條件下,激光束的發(fā)散很小,信息#^誤碼率倉(cāng)腿到1CT—10—12, i微表明可確 保本裝置電流傳繊環(huán)溫準(zhǔn)確度優(yōu)于0. 2S級(jí),電壓傳繊聰隹確度優(yōu)于0. 2 級(jí)。大氣能量信道激光供喊用短波長(zhǎng)0.85nm大氣能量信道能量激光器微, 經(jīng)大氣育糧信道傳輸(傳輸距離3km,實(shí)際應(yīng)用傳輸距離約3—20m),大氣能 量信道硅探測(cè)器(軍品)陣列接收。圖5為高壓側(cè)傳感頭艦復(fù)合絕緣光纖信號(hào)柱雙通道傳輸結(jié)構(gòu)示意圖圖中 4. l是大氣數(shù)據(jù)信道光電接收組件、4. 2是大氣能量信道能量激光器、4. 3是大氣 繊信道信息激光器組件、4. 4是大氣能量信道硅探測(cè)器陣列、5. l是光纖、5. 2 是復(fù)^色緣光纖信號(hào)柱的絕纖。采用該技術(shù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電能W^觀道傳輸。復(fù) 合絕緣光纖信號(hào)柱是光數(shù)據(jù)和光能量傳輸通道,同時(shí)作為支撐輸變電站硬母線的 支撐絕緣子。下面對(duì)本實(shí)用新型直接式電能表配套設(shè)計(jì)的新型電流/電壓傳感器進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明圖6為六層印刷電路板PCB結(jié)構(gòu)空氣導(dǎo)磁電流傳繊結(jié)構(gòu)示意圖其中6.1 是電流感應(yīng)線圈外屏蔽結(jié)構(gòu)、6. 2是印刷電路板PCB結(jié)構(gòu)感應(yīng)線圈、6. 3是電流 感應(yīng)線圈內(nèi)屏蔽結(jié)構(gòu)。根據(jù)工況環(huán)境可將感應(yīng)線圈輸出端直接與計(jì)量芯片 ADE7759連接,也可通過(guò)與積分電路、放大和A/D轉(zhuǎn)換電跑l,連接組成的調(diào)理 電路板作為數(shù)字輸出接口。圖7為陶瓷底襯或樹(shù)脂底襯支撐結(jié)構(gòu)的空氣導(dǎo)磁電流傳繊結(jié)構(gòu)示意圖 圖中7.1電流輸出端軟母線、7.2高壓側(cè)傳繊殼體、7.3是高性能合織 材繞制的電流感應(yīng)線圈、7. 4是陶瓷底襯,脂底襯、7. 5是電流輸入端軟母線、 7. 6是高壓側(cè)傳,均壓環(huán)、6.1是電流感應(yīng)線圈外屏蔽層。根據(jù)工況環(huán)境圖6 中的PCB結(jié)構(gòu)感應(yīng)線圈可以取代圖7中的電流感應(yīng)線圈。圖8為阻容分壓式電壓傳離電原理示意圖。阻容分壓方式電壓傳繊包括 多個(gè)測(cè)量電阻R串連后與多個(gè)電容C串連后并聯(lián),由兩個(gè)電容的連接點(diǎn)引出金屬 環(huán)L圍繞^f應(yīng)的觀懂電P肚作為屏蔽,電壓二次信號(hào)由低壓端計(jì)量電阻兩端輸 出。本實(shí)用新型技術(shù)方案在高壓側(cè)采用了激光技術(shù),系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采取的是高壓側(cè) 傳感頭高壓懸浮技術(shù),利用了物理電學(xué)的等電位原理,高壓側(cè)傳感頭不存,地 壓差,在i頓原理上不受實(shí)際輸變電網(wǎng)電壓等級(jí)的影響,產(chǎn)品可應(yīng)用于從低到高 的樹(shù)可電壓等級(jí)。
權(quán)利要求1.一種光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,包括高壓側(cè)傳感頭、數(shù)據(jù)傳輸信道和低壓側(cè)終端,其特征在于高壓側(cè)傳感頭包括順序連接的空氣導(dǎo)磁電流傳感器的輸出端和阻容分壓式電壓傳感器的輸出端分別與電能計(jì)量芯片的輸入端連接,電能計(jì)量芯片的輸出端與大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件的輸入端連接,大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件的輸出通過(guò)大氣數(shù)據(jù)傳輸信道將母線電能數(shù)據(jù)傳輸?shù)降蛪簜?cè)終端,低壓側(cè)終端包括依次連接的大氣數(shù)據(jù)信道光電接收組件和DSP模塊、DSP模塊的輸出通過(guò)低壓側(cè)終端的輸出接口連接計(jì)量顯示單元的輸入端;高壓側(cè)傳感頭采用激光供電,包括置于低壓側(cè)大氣能量信道能量激光器和對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)大氣能量信道硅探測(cè)器陣列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l戶誠(chéng)的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征在于 空氣導(dǎo)磁電流傳ii^和阻容分壓式電壓傳感器同在高壓側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1戶服的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征在于空氣導(dǎo)磁電流傳iil^高壓側(cè),阻容分壓式電壓傳 二次輸出信號(hào)在低壓側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶服的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,欺寺征 在于大氣 信道信息激光器組件采用大功率紅外高速信息激光器,大氣 信道光電接收組件采用銦鎵砷磷探測(cè)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶艦的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征 在于 信觀用復(fù)合絕緣光纖信號(hào)柱,光纖信號(hào)柱包括絕緣筒,絕纖上下 分別是高壓端和低壓端,高壓端分別與大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件和大氣會(huì)糧 信道硅探測(cè)器陣列連接,低壓端分別與大氣 信道光電接收組件和大氣能量信 道能量激光器連接;高壓端和低壓端之間連接多t賙于光纖電能娜^iU和光纖激光供電的光纖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶腐的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征 在于空氣導(dǎo)磁電流傳感器的結(jié)構(gòu)為穿過(guò)電力多芯母線的六層印刷電路板PCB方式感應(yīng)線圈,感,圈外有兩層間隔布置的金屬屏蔽結(jié)構(gòu),電流二次信號(hào)的微分 信號(hào)di/dt由感應(yīng)線圈兩端輸出。
7. 根據(jù)權(quán)禾腰求1或2戶艦的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,期寺征 在于電壓傳繊為阻容分壓方式,阻容分壓方式電壓傳繊包括多個(gè)測(cè)量電阻串連后與多個(gè)電容串連后并聯(lián),由兩個(gè)電容的連接點(diǎn)弓I出金屬環(huán)圍繞,應(yīng)的測(cè)量電fflJ:作為屏蔽,電壓二次信號(hào)由低壓衞tl:電阻兩端輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電會(huì)緣,其特征在于大氣繊言道信息激光器組件采用大功率紅外高速信息激光器,大氣麵信道光電接收組件采用銦鎵砷磷探測(cè)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征在于: 信織用復(fù)^色緣光纖信號(hào)柱,光纖信號(hào)柱包據(jù)色纖,絕緣筒上下分別是 高壓端和低壓端,高壓端分別與大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件和大氣能量信道硅 探測(cè)器陣列連接,低壓端分別與大氣繊信道光電接收組件和大氣能量信道能量 激光器連接;高壓端和低壓端之間連接多t師于光纖電能數(shù)據(jù)傳輸和光纖激光供 電的光纖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3戶腿的光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,其特征在 于電壓傳繊為阻容分壓方式,阻容分壓方式電壓傳繊包括多個(gè)測(cè)量電阻串連后與多個(gè)電容串連后并聯(lián),由兩個(gè)電容的連接點(diǎn)弓I出金屬環(huán)圍繞^f應(yīng)的測(cè)量 電阻上作為屏蔽,電壓二次信號(hào)由低壓端計(jì)量電阻兩端輸出。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光電數(shù)字直接式中高壓電力電能表,包括三部分高壓側(cè)傳感頭、數(shù)據(jù)傳輸信道、低壓側(cè)終端,高壓側(cè)傳感頭包括順序連接的空氣導(dǎo)磁電流傳感器的輸出端和阻容分壓式電壓傳感器的輸出端分別與電能計(jì)量芯片的輸入端連接,電能計(jì)量芯片的輸出端與大氣數(shù)據(jù)信道信息激光器組件的輸入端連接,高壓電能數(shù)據(jù)經(jīng)大氣數(shù)據(jù)信道傳輸?shù)降蛪簜?cè)終端,低壓側(cè)終端的大氣數(shù)據(jù)信道光電接收組件接收光數(shù)據(jù)信號(hào),其輸出端與DSP模塊的輸入端連接,DSP模塊的輸出經(jīng)低壓側(cè)終端的輸出接口連接計(jì)量顯示單元的輸入端;高壓傳感頭采用激光供電,包括大氣能量信道能量激光器和對(duì)應(yīng)的大氣能量信道硅探測(cè)器陣列。它是一種新型電力中高壓光電數(shù)字一體化計(jì)量裝置。
文檔編號(hào)G01R15/14GK201041573SQ20072008483
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者曾祥雨, 楊先明 申請(qǐng)人:楊先明