專利名稱：一種發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)磁場電流測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)電機(jī)勵(lì) 磁電流上傳裝置。
背景技術(shù)：
目前，針對(duì)發(fā)電機(jī)磁場電流， 一般釆用高壓電纜直接傳輸?shù)姆绞交蛘卟捎?直流變送器將其變換后再經(jīng)電纜傳輸。由于監(jiān)控設(shè)備距離發(fā)電機(jī)都有較遠(yuǎn)的距 離，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上有上千伏的高壓，采用高壓金屬電纜傳輸?shù)姆绞?，存在?全隱患，并且磁場電流信號(hào)也并非單純的直流量，而是在直流量上疊加了一些 脈動(dòng)信號(hào)；此外，在各項(xiàng)勵(lì)磁參數(shù)特性測試試驗(yàn)中，也存在暫態(tài)過程。這種情 況下，由于普通的直流變送器耐高壓性能差(耐壓小于1000V)，暫態(tài)特性差 (響應(yīng)時(shí)間大于300ms)，在要求較高的場合，無法安全、準(zhǔn)確地反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子勵(lì)磁參數(shù)的變化。
而目前市場上還未出現(xiàn)專門用于發(fā)電機(jī)磁場電流上傳的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的如上問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種發(fā)電機(jī) 磁場電流上傳裝置，該裝置是基于模擬光調(diào)制技術(shù)進(jìn)行發(fā)電機(jī)磁場電流上傳， 用以安全、可靠和準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)磁場高壓電流信號(hào)的測量并上傳。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置包括
跟隨器，用于采集發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)；
光調(diào)制器，連接所述的跟隨器，用于將跟隨器采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信
號(hào)；
光纖傳輸系統(tǒng)，連接所述光調(diào)制器，用于接收并傳輸所述光信號(hào)； 光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器，連接所述光纖傳輸系統(tǒng)，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出該電信號(hào)；以及
隔離電源，連接所述光調(diào)制器，用于為所述光調(diào)制器提供工作電源。 所述跟隨器包括運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的同相端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上分流
器的一端相連接，該運(yùn)算放大器的反相端和輸出端相連接。
所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上分流器的另一端接該磁場電流上傳裝置電路的參考地。
所述光調(diào)制器包括
高頻放大器，用于將所述跟隨器輸出的電流信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)制； 偏置電流發(fā)生器，用于給所述高頻放大器提供偏置電流；以及 電光轉(zhuǎn)換器，用于將所述高頻放大器調(diào)制后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。 所述光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器包括-
光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光調(diào)制器接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 低通濾波器，連接所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn) 行低頻信號(hào)變換；
高通濾波器，連接所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn) 行高頻信號(hào)變換；以及
加法器，用于將變換得到的所述低頻信號(hào)和高頻信號(hào)進(jìn)行整合，生成輸出 信號(hào)。
本實(shí)用新型提出的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，與現(xiàn)有技術(shù)比較，有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 本實(shí)用新型中，將模擬光調(diào)制技術(shù)用于發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)的測量， 由于模擬光調(diào)制方法具有測量頻帶寬、動(dòng)態(tài)特性好的特點(diǎn)，所以本實(shí)用新型具 有好的暫態(tài)響應(yīng)特性。
(2) 本實(shí)用新型裝置以光的形式進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳遞，具有優(yōu)良的抗電 磁干擾特性，傳輸過程中不易受電磁干擾的影響。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一 部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中
5圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本實(shí)用新型圖1對(duì)應(yīng)的裝置中跟隨器的電路圖； 圖3為本實(shí)用新型圖1對(duì)應(yīng)的裝置中光調(diào)制器的電路圖； 圖4為本實(shí)用新型圖1對(duì)應(yīng)的裝置中光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí) 用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說 明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
本實(shí)用新型提出的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括: 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)的跟隨器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)的光調(diào)制器、光纖傳輸系統(tǒng)、光信號(hào)接 收轉(zhuǎn)換器及隔離電源。其中
所述跟隨器用于采集發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)；
所述光調(diào)制器用于將跟隨器采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，該光調(diào)制器與所 述跟隨器相連接；
所述光纖傳輸系統(tǒng)用于接收和傳輸上述光信號(hào)，該光纖傳輸系統(tǒng)分別與光 調(diào)制器和光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器相連接；
所述光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出； 所述隔離電源用于為光調(diào)制器提供工作電源，該隔離電源與光調(diào)制器相連接。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置中的跟隨器的電路 圖如圖2所示，包括一個(gè)運(yùn)算放大器仏，用于提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上分流器的帶負(fù) 載能力。該運(yùn)算放大器的同相端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的分流器的一端相連接；運(yùn)算 放大器的反相端和輸出端相連接；分流器的另一端接至該磁場電流上傳裝置電 路的參考地。本實(shí)施例中，運(yùn)算放大器U,采用Analog Device公司(模擬器件 公司)的AD820芯片。
本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置中的光調(diào)制器，其電路圖如圖3所示，包括高頻低噪聲放大器、偏置電流發(fā)生器及電光轉(zhuǎn)換器。其中高頻低噪聲 放大器用于將跟隨器輸出的電流信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)制；偏置電流發(fā)生器用于給高 頻低噪聲放大器提供偏置電流，對(duì)高頻低噪聲放大器輸入的雙極性信號(hào)進(jìn)行偏
置，輸出單極性的信號(hào)；電光轉(zhuǎn)換器用于將調(diào)制后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。本 實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，高頻低噪聲放大器采用美國Analog Device公司(模 擬器件公司)的AD620芯片，偏置電流發(fā)生器采用Wilson電流源，電光轉(zhuǎn)換器 采用的是Agilent (安捷倫)公司的HFBR1416T。
本實(shí)用新型 一 實(shí)施例中，光纖傳輸系統(tǒng)采用的普通通信用光纖芯徑為 125/62.5pm的多模鎧裝光纜。
本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置中的光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器，其電路圖 如圖4所示，包括高速光電轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、高通濾波器及加法器；其中 高速光電轉(zhuǎn)換器用于將從光調(diào)制器接收并經(jīng)光線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)墓庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)；低通濾波器和高通濾波器分別用于將高速光電轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)進(jìn)行低 頻和高頻信號(hào)變換，通過加法器將變換得到的高頻信號(hào)和低頻信號(hào)進(jìn)行整合， 得到最終的輸出信號(hào)。本實(shí)用新型一實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換器采用的是Agilent公 司的HFBR2416。
本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置中的隔離電源采用C&D Technologies 公司的NMS1205隔離輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)用新型中，將模擬光調(diào)制技術(shù)用于發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)的測量，由于模 擬光調(diào)制方法的測量頻帶寬、動(dòng)態(tài)特性好，所以本實(shí)用新型具有暫態(tài)響應(yīng)好的特 性，響應(yīng)時(shí)間小于12ms。并且，由于本實(shí)用新型裝置以光的形式進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信 號(hào)傳遞，具有優(yōu)良的抗電磁干擾特性，傳輸過程中不易受電磁干擾的影響。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了迸一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而 已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，其特征在于，該裝置包括跟隨器，用于采集發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)；光調(diào)制器，連接所述跟隨器，用于將跟隨器采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；光纖傳輸系統(tǒng)，連接所述光調(diào)制器，用于接收并傳輸所述光信號(hào)；光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器，連接所述光纖傳輸系統(tǒng)，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出該電信號(hào)；以及隔離電源，連接所述光調(diào)制器，用于為所述光調(diào)制器提供工作電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，其特征在于所述跟隨器包括運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的同相端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上分流器的一端相連接，該運(yùn)算放大器的反相端和輸出端相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，其特征在于-所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上分流器的另 一端接該磁場電流上傳裝置電路的參考地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，其特征在于，所述光調(diào)制器包括高頻放大器，用于將所述跟隨器輸出的電流信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)制；偏置電流發(fā)生器，用于給所述高頻放大器提供偏置電流；以及電光轉(zhuǎn)換器，用于將所述高頻放大器調(diào)制后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，其特征在于，所述光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器包括光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光調(diào)制器接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；低通濾波器，連接所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行低頻信號(hào)變換；高通濾波器，連接所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行高頻信號(hào)變換；以及加法器，用于將變換得到的所述低頻信號(hào)和高頻信號(hào)進(jìn)行整合，生成輸出信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置，該裝置包括跟隨器，用于采集發(fā)電機(jī)磁場電流信號(hào)；光調(diào)制器，連接所述的跟隨器，用于將跟隨器采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；光纖傳輸系統(tǒng)，連接所述光調(diào)制器，用于接收并傳輸所述光信號(hào)；光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器，連接所述光纖傳輸系統(tǒng)，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出該電信號(hào)；以及隔離電源，連接所述光調(diào)制器，用于為所述光調(diào)制器提供工作電源。本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)磁場電流上傳裝置基于模擬光調(diào)制技術(shù)進(jìn)行發(fā)電機(jī)磁場電流上傳，用以安全、可靠和準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)磁場高壓電流信號(hào)的測量。
文檔編號(hào)G08C23/06GK201285432SQ200820110230
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者謙 姚, 鵬 王 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;華北電網(wǎng)有限公司;王 鵬