[发明专利]一种基于压电陶瓷的电子电压互感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于压电陶瓷的电子电压互感装置，属于电力系统电压互感器技术领域。

背景技术

电压互感器在电力系统中有着重要的作用，它是电力系统监测不可缺少的基本测试设备。目前大量使用的是传统的电磁感应式或电容分压式电压互感器，随着电力需求的增长，电力系统向着高压、大容量的趋势发展，传统的电压互感器在电力系统的安全运行、提高电能测量的精度和提高电力系统自动化程度方面日益显出了它的缺点，比如体积庞大、重量惊人、绝缘结构复杂，存在铁磁饱和和铁磁谐振现象以及爆炸危险等，而且随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护和控制装置的发展，电力系统数字化智能化高质量运行的要求越来越高，开发设计具有测量、保护、监控、通信等组合功能的智能化小型化模块化电力设备具有重要意义。光电技术与计算机技术相结合的而产生的电子电压互感器日益显现出富有魅力的前景和强大的生命力，常规光电互感器对光纤和光源要求很高，位相变化不超过0.02rad，且对光电晶体的温度要求严格，限制了其实用化进程，新型电子电压互感装置的开发具有重要意义和广阔的市场前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于压电陶瓷的电子电压互感装置。

       本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种基于压电陶瓷的电子电压互感装置包括：光学测量单元、数据采集单元、信号输出单元；其中：光学测量单元的输入端接电网电压、光学测量单元的输出端与数据采集单元的输入端连接，数据采集单元的输出端与信号输出单元的输入端连接；

    所述光学测量单元将电网电压转化为低电压信号，数据采集单元对低电压信号进行数据处理得到数字低电压信号，信号输出单元输出显示精确低电压信号。

    所述基于压电陶瓷的电子互感装置中，所述光学测量单元由分别设置于箱体内的弹性悬臂、压电薄膜、压电陶瓷堆、激光器、平行反光腔、位敏光电检测器组成；其中：

    所述压电陶瓷堆水平放置在箱体的底部，所述压电薄膜置于压电陶瓷堆的上表面，所述弹性悬臂的一端与压电薄膜连接，另一端固定在箱体的右侧壁，所述激光器固定在箱体顶部与弹性悬臂相垂直的位置，所述位敏光电检测器垂直固定在箱体的左侧壁，所述平行反光腔水平置于弹性悬臂和位敏光电检测器之间。

    所述基于压电陶瓷的电子互感装置中，所述数据采集单元包括依次连接的模拟调理电路、模数转换器、数字信号处理电路；

    其中：所述模拟调理电路对光学检测单元输出的低压信号进行功率放大和相位校正；所述模数转换器将模拟调理电路输出的模拟低电压信号转化为数字低电压信号；所述数字信号处理电路采集数字低电压信号的参数，计算低电压信号的幅值、相位。

    所述基于压电陶瓷的电子电压互感装置中，所述信号输出单元包括信号显示模块和二次设备；其中：二次设备由数据采集单元输出的数字低电压信号供电，显示模块实时显示数字低电压信号的参数值。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

（1）设备体积小、重量轻、固态封装，可减少占地面积和成本，功耗很低，节电效果明显；

（2）测量精度高，可实现10kv精度0.05级电压测量，抗干扰性好；

（3）无短路危险现象，性能稳定；

（4）实现联机通信或者直接与二次设备相连，实现智能化控制。满足了当前智能电网发展的需要。

附图说明

图1为基于压电陶瓷的电子电压互感装置的示意图。

    图中标号说明：1、光学检测单元；1-1、弹性悬臂；1-2、压电薄膜；1-3压电陶瓷堆；1-3-1、压电陶瓷片；1-4、激光器；1-5、平行反光腔；1-6、位敏光电检测器；2、数据采集单元；2-1、模拟调理电路；2-2、模数转换器；2-3、数字信号处理电路；3、信号输出单元；3-1、信号显示模块；3-2、二次设备；4、电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：