[实用新型]基于电容与阻容分压器并联的电子式电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型属于电磁测量技术领域，尤其涉及一种可同时测量电网电压基波和谐波的电子式电压互感器，具体地说是一种基于电容与阻容分压器并联的电子式电压互感器。

背景技术

电子式电压互感器是一种电压传感器，主要用于电网电压的测量。电子式电压互感器是传统的电磁式电压互感器更新换代的产品，它的基本技术要求由国家标准GB/T20840.7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》规定。

电子式电压互感器主要由一次电压转换器和信号处理与传输系统构成，一次电压转换器产生与电网高电压相对应的信号，信号处理与传输系统将一次电压转换器的输出信号转换成适合传输系统的信号，并通过传输系统传送给二次设备。电子式电压互感器的一次电压转换器通常采用电阻分压器、电容分压器、阻容分压器或光学装置，其中电阻分压器、电容分压器及阻容分压器结构简单且易于实现，因而被广泛采用。将这些一次电压转换器的低电压输出信号乘上相应的额定电阻分压比、额定电容分压比或额定阻容分压比，就可以得到一次电压的数值。但是电阻和电容的温漂和标称误差严重影响着电阻分压比、电容分压比或阻容分压比的准确性和稳定度，因此很难保证长期运行时一次电压测量的准确度。虽然可以尽量使得电阻分压器及电容分压器的高压元件和低压元件具有相同的温度特性，但是不能从根本上解决电阻和电容离散性的问题。另外，利用电阻分压器、电容分压器及阻容分压器检测电网电压时无法对分压器的高压电阻和高压电容进行准确的在线检测，这不利于互感器的长期安全运行。本实用新型将电容与阻容分压器并联构成一种一次电压转换器。与电阻分压器、电容分压器及阻容分压器等一次电压转换器的单个低电压输出信号不同，基于电容与阻容分压器并联的一次电压转换器具有两个低电压输出信号，对这两个低电压输出信号进行处理和计算，就可以得到一次电压的测量值。这种基于电容与阻容分压器并联的电子式电压互感器避免了电容和电阻的温漂和标称误差对传感准确度带来的严重影响问题，并且可以对高压电容进行在线检测，提高了电子式电压互感器长期运行的安全性，这样的基于电容与阻容分压器并联的一次电压转换器的电子式电压互感器未见有专利和其它文献报道。

发明内容

本实用新型所要解决现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种基于电容与阻容分压器并联的电子式电压互感器，它能实现对一次电压基波分量和谐波分量的准确测量，并且能在线监测高压电容，为互感器的长期安全运行提供保证。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于电容与阻容分压器并联的电子式电压互感器，它包括第一电容、第二电容、二极气体放电管、第一电力二极管、第二电力二极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、信号调理电路、模数转换器、微处理器和通讯接口；第一电容的一端分别与二极气体放电管的一端、第一电力二极管的阳极、第二电力二极管的阴极、第一电阻的一端和第一运算放大器的反相输入端相连接，二极气体放电管的另一端、第一电力二极管的阴极、第二电力二极管的阳极以及第一运算放大器的同相输入端分别与地相连接，第一电阻的另一端分别与第一运算放大器的输出端和第四电阻的一端相连接，第一电容的另一端与第二电容的一端相连接，该连接端与地构成电子式电压互感器的一次电压输入端口，第二电容的另一端分别与第二电阻的一端和第二运算放大器的同相输入端相连接，第二电阻的另一端与地相连接，第二运算放大器的输出端分别与第二运算放大器的反相输入端、第三电阻的一端和信号调理电路的第一输入端相连接，第三电阻的另一端分别与第五电阻的一端和第三运算放大器的反相输入端相连接，第四电阻的另一端分别与第六电阻的一端和第三运算放大器的同相输入端相连接，第六电阻的另一端与地相连接，第五电阻的另一端分别与第三运算放大器的输出端和信号调理电路的第二输入端相连接，信号调理电路的接地端与地相连接，信号调理电路的两路相互独立的信号调理通道分别将第一输入端和第二输入端输入的两个电压信号进行信号调理，两路信号调理通道的输出端分别连接模数转换器的两个输入端，微处理器接受来自模数转换器的两路数字信号，然后按设计的计算公式进行计算处理并将结果输入通讯接口，通讯接口的输出端口为电子式电压互感器数字量输出的二次端口。

下面对本技术方案的原理做进一步说明。