專利名稱：一種電容分壓型電子式電壓互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子式電壓互感器，尤其涉及一種電容分壓型電子式電壓互 感器。
背景技術(shù)：
電壓互感器是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電能計(jì)量和繼電保護(hù)的基本測量設(shè)備之一，其準(zhǔn)確 度及可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。隨著電力傳輸容量的不斷增大、 電網(wǎng)電壓等級的不斷提高，傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器已經(jīng)不能滿足電 力系統(tǒng)自動(dòng)化、數(shù)字化的發(fā)展要求；而由于工藝問題，光學(xué)電壓互感器技術(shù)還不夠成熟、可 靠。所以，基于光纖技術(shù)、微電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)的電子式電壓互感器，以其傳感技術(shù)成熟、 優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性而便于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器，都存在著絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)態(tài) 范圍窄、容易引起鐵磁諧振、體積大和輸出信號易受電磁干擾等缺點(diǎn)，難以滿足電力系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電容分壓型電子式電壓互感器，以解決現(xiàn)有電磁式 電壓互感器和電容式電壓互感器易引起鐵磁諧振、體積大和輸出信號易受電磁干擾等問 題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種電容分壓型電子式電壓互 感器，包括電容分壓器和底座，所述底座內(nèi)設(shè)有一個(gè)一次側(cè)電子模塊，所述一次側(cè)電子模塊 包括依次連接的二次分壓電路、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一次側(cè)電子模塊傳輸接口， 所述二次分壓電路的輸入端與電容分壓器的輸出端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制輸入端 連接有一次側(cè)控制單元，所述一次側(cè)控制單元與電子模塊傳輸接口雙向通訊連接。所述二次分壓電路與信號調(diào)理電路之間設(shè)有緩沖器。所述二次分壓電路為電阻分壓電路。本實(shí)用新型的電容分壓型電子式電壓互感器無SF6氣體，環(huán)保、安全、免日常維護(hù)； 不含鐵心，避免了鐵磁諧振現(xiàn)象；由于不存在鐵磁諧振問題，因此本實(shí)用新型的電壓互感器 結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，可靠性高，而信號采用光纖數(shù)字傳輸，避免了線纜傳輸?shù)亩螇航祮?題，有利于測量準(zhǔn)確性的提高，電子信號輸出可同時(shí)滿足計(jì)量、保護(hù)等二次設(shè)備的需求，適 應(yīng)了電力計(jì)量與保護(hù)數(shù)字化、微機(jī)化和自動(dòng)化發(fā)展的潮流。

圖1是本實(shí)用新型電子式電壓互感器的電容分壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型電子式電壓互感器的底座結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型電子式電壓互感器的電壓傳感器一次側(cè)電子模塊原理圖；[0012]圖4是本實(shí)用新型電子式電壓互感器的系統(tǒng)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1 圖3所示為本實(shí)用新型電容分壓型電子式電壓互感器的結(jié)構(gòu)示意圖，由 圖可知，該互感器包括電容分壓器和底座7，電容分壓器由高壓電容9和中壓電容10組成； 所述底座內(nèi)設(shè)有一個(gè)一次側(cè)電子模塊4。如圖3所示，一次側(cè)電子模塊包括依次連接的由 Rl和R2組成的二次分壓電路、緩沖器、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一次側(cè)電子模塊傳 輸接口，二次分壓電路的輸入端與電容分壓器的輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由控制輸入端 連接的一次側(cè)控制單元進(jìn)行控制，一次側(cè)控制單元與電子模塊傳輸接口雙向連通。由于模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D轉(zhuǎn)換器)對輸入信號的范圍有一定的要求，電容分壓器直接輸出的信號通 常不能滿足，需要在A/D轉(zhuǎn)換器前加入緩沖器和信號調(diào)理電路。由于電容分壓器的輸出為 50V,進(jìn)入電子電路還需進(jìn)行二次分壓。二次分壓電路即是將電容分壓器的輸出電壓(50V) 分成較小的電子電路能處理的低壓信號。A/D轉(zhuǎn)換器的輸出需要按照一定的格式傳輸，還需 要轉(zhuǎn)換為光信號，同時(shí)一次側(cè)還需要接收二次側(cè)發(fā)送的同步信號，這些都由光電轉(zhuǎn)換電路 完成，以上各種操作都由一次側(cè)控制單元統(tǒng)一控制，它可以是單片機(jī)，也可以是其他方式實(shí) 現(xiàn)，如使用邏輯器件。本實(shí)用新型的實(shí)施例中使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示為本實(shí)用新型電子式電壓互感器的系統(tǒng)原理示意圖，數(shù)據(jù)采集的控制 需要一次側(cè)單片機(jī)和二次側(cè)控制CPU的相互配合，其中二次側(cè)控制CPU作為主控器，兩者通 過同步采樣信號進(jìn)行協(xié)調(diào)，CPU發(fā)出同步采用信號，單片機(jī)識別該信號，啟動(dòng)采樣和A/D轉(zhuǎn) 換，并控制轉(zhuǎn)換結(jié)果的發(fā)送。單片機(jī)通過外部中斷響應(yīng)同步采樣信號，啟動(dòng)采樣和A/D轉(zhuǎn) 換，并輸出轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘信號，完成工作后進(jìn)入低功耗模式并等待下一次轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換 器實(shí)現(xiàn)了對信號的采樣、轉(zhuǎn)換控制以及采樣值的輸出，經(jīng)電阻上拉后的A/D輸出信號直接 送入電/光轉(zhuǎn)換電路，變?yōu)楣庑盘杺魉椭炼蝹?cè)。通過電容分壓器分得的二次分壓，通過圖3中一次側(cè)電子模塊4的信號采集和調(diào) 理，中壓端子1和低壓端子8分別連接一次側(cè)電子模塊4的信號輸入端和信號地；一次側(cè)電 子模塊通過電源線2取220 AC/DC電源，經(jīng)過一次側(cè)電子模塊供電電源3輸出士 5V供電；一 次側(cè)電子模塊對采集的二次電壓信號進(jìn)行信號調(diào)理通過電光轉(zhuǎn)換為光信號數(shù)字，再通過光 纜組件6傳至二次側(cè)電子模塊將數(shù)字信號進(jìn)行適當(dāng)處理后，通過以太網(wǎng)發(fā)送給繼保設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種電容分壓型電子式電壓互感器，其特征在于包括電容分壓器和底座，所述底 座內(nèi)設(shè)有一個(gè)一次側(cè)電子模塊，所述一次側(cè)電子模塊包括依次連接的二次分壓電路、信號 調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一次側(cè)電子模塊傳輸接口，所述二次分壓電路的輸入端與電容 分壓器的輸出端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制輸入端連接有一次側(cè)控制單元，所述一次 側(cè)控制單元與電子模塊傳輸接口雙向通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容分壓型電子式電壓互感器，其特征在于所述二次分壓 電路與信號調(diào)理電路之間設(shè)有緩沖器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容分壓型電子式電壓互感器，其特征在于所述二次 分壓電路為電阻分壓電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電容分壓型電子式電壓互感器，包括電容分壓器和底座，底座內(nèi)設(shè)有一個(gè)一次側(cè)電子模塊，一次側(cè)電子模塊包括依次連接的二次分壓電路、信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和一次側(cè)電子模塊傳輸接口，二次分壓電路的輸入端與電容分壓器的輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的控制輸入端連接有一次側(cè)控制單元，一次側(cè)控制單元與電子模塊傳輸接口雙向通訊連接。本實(shí)用新型的電容分壓型電子式電壓互感器無SF6氣體，環(huán)保、安全、免日常維護(hù)；不含鐵心，避免了鐵磁諧振現(xiàn)象；由于不存在鐵磁諧振問題，因此本實(shí)用新型的電壓互感器結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，可靠性高，而信號采用光纖數(shù)字傳輸，避免了線纜傳輸?shù)亩螇航祮栴}，有利于測量準(zhǔn)確性的提高。
文檔編號G01R15/06GK201903570SQ20102063355
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者劉易雄, 林飛, 王紅慶 申請人:平高集團(tuán)有限公司