一种交流电力系统电压传感器

摘要

一种交流电力系统电压传感器，涉及一种交流电力系统电压信号的获取装置。本发明的电压传感器由变电站容性设备、电流线圈、电子变换单元、接地导线、同轴电缆组成。由于本发明的电压传感器能够长期工作于工频交流环境中，并且能承受较大的冲击电压；传感器的输出信号与电网一次完全电气隔离；具有体积小，重量轻、便于安装等优点；测量工频电压信号精度可达到1级，测量操作过电压的峰值不确定度在±1％内、时间参数的不确定在±3％范围内；故可广泛应用于10kV～500kV电力系统电压信号的采集。

主权项

1.一种交流电力系统电压传感器，其特征在于：由变电站容性设备1、电流线圈2、电子变换单元3、接地导线4、同轴电缆5组成，接地导线4一端与容性设备的末屏相连、另一端穿过电流线圈2接地，电流线圈2输出端口与电子变换单元3输入端口之间通过同轴电缆5连接，电子变换单元3的输出通过同轴电缆5接到第三方的采集装置上；电流线圈2由纳米晶合金环形铁芯、绕组、双层屏蔽结构、屏蔽外壳及同轴电缆接头组成，在屏蔽外壳内，从内至外分别设置绕组、纳米晶合金环形铁芯及双层屏蔽结构，绕组绕在纳米晶合金环形铁芯上，双层屏蔽结构设置在线圈的上、下侧面和外侧面，双层屏蔽结构的内层为铜皮、外层为铁皮、厚度为0.3mm～0.5mm，两屏蔽层间填充聚四氟乙烯薄膜，两屏蔽层的外侧均有1mm～1.5mm宽的纵向开槽，同轴电缆接头设置在工程塑料外壳的外侧面，绕组两端分别与同轴电缆接头两端相连；电子积分变换单元3由电子线路板6、不锈钢屏蔽盒7及螺钉8组成，电子线路板6通过螺钉8固定在不锈钢屏蔽盒7中，电子线路板6上包括I/V变换单元、积分电路及电源变换，I/V变换电路包括前端保护电路、运算放大器、同轴电缆接头，电阻及电容，保护电路由二极管D1、D2组成，运算放大器U1的第八个管脚接电源正12V、第四个管脚接电源负12V，输入电缆接头B1的芯线接电阻R1一端、B1的外部接地，电阻R1另一端接运算放大器U1的反相输入端第二个管脚，运算放大器U1的反相输入端第二个管脚与二极管D1的阳极、D2的阴极、电阻R2和电容C1的一端相连，二极管D1的阴极、D2的阳极与地相连，电阻R2和电容C1的另一端与运算放大器U1的第一个管脚输出端相连，电阻R3的一端接运算放大器U1的同相输入端第三个管脚，另一端接地，运算放大器U1的同相输入端第五个管脚与电容C2、电阻R4的一端相连，电容C2的另一端接到运算放大器U1的第一个管脚，电阻R4的另一端接地，运算放大器U1的反相输入端第六个管脚与第七个管脚相连；模拟积分器包括运算放大器、电缆接头、电阻及电容，积分器的信号输入通过导线接到I/V变换的输出，积分器的信号输入通过导线接到I/V变换的输出，积分器的输出接到信号输出电缆B2芯线，积分器中的运算放大器U2的引脚八与电源正12V相连、引脚四与电压负12V相连，U2的反相输入端引脚二与电阻R5、R6、电容C3的一端相连，电阻R5的另一端连到运算放大器U1的输出引脚七上，电阻R6的另一端与电容C3的另一端相连，接到运算放大器U2的输出引脚一上，电阻R7的一端与运算放大器U2的同相输入端引脚三相连，另一端接地，电容C4的一端与电阻R8的一端相连，接到运算放大器U2的同相输入端引脚五上，电容C4的另一端与运算放大器U2的输出端引脚一相连，电阻R8的另一端接地，运算放大器U2的反相输入端引脚六与输出引脚七相连，接到信号输出同轴电缆B2芯线，同轴电缆B2的外壳接地；电源变换电路将输入的5V电源变换成运算放大器需要的±12V电源，它包括一个电源输入接口和一个DC/DC变换器，5V电源的正极与DC/DC模块U3的输入引脚一、二十四相连，负极与DC/DC模块U3的输入接地端引脚十二、十三相连，电容E1的正极与U3的+12V输出引脚第十一、第十四管脚相连，电容E2的正极与DC/DC模块U3的-12V输出引脚第二、第二十三管脚相连，电容E2、E3的负极与DC/DC模块U3的输出接地端引脚第三、十、十二、十五管脚相连。