专利名称：电力机车高压电网网电压测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用于电力机车高压电网网电压检测装置，属于电力机车技术领域。
技术背景当前电力机车对高压电网网电压的测量主要采用油浸式电磁电压互感器。油浸式电压互感器主要由铁心、绕组、油箱、出线装置和变压器油组成。已有结构的缺点是铁芯电磁感应式结构会产生铁磁谐振，同时由于铁芯磁化特性、磁饱和特性导致对信息传递的响应速度慢，所测信号的频率、电压、电流变化范围窄与相位角测量精度不高，具有非线性与饱和失真的输出特征，难以适应随着技术发展对网压测量提出的更高需求。而且油浸式电压互感器重量、体积过大，因用绝缘油加强器身绝缘和冷却从而是整体结构较复杂，须定期更换绝缘油，在使用过程互感器绝缘油渗漏时有发生。上述情况提高了互感器在使用中的故障率和维护成本。
有人尝试使用灌注干式互感器以克服油浸式电磁电压互器的缺点，但同样存在重量、体积大，在使用中出现过炸裂现象。
电磁式互感器一次绕组放电或击穿时，有高电压进入二次侧危及人员和仪表的危险。二次绕组开路是电磁式互感器须绝对避免的危险状态。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种专用于电力机车高压电网网电压检测装置，改变已有电力机车高压电网网电压检测装置的结构，以提高操作人员和检测设备的安全性。
本实用新型提出的电力机车高压电网网电压测量装置，包括(1)用于从电网取出电压信号的电阻式分压电压传感器，由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和放电管或稳压管S组成，放电管或稳压管S与低压臂电阻R2并联；(2)用于将上述电压信号转换成数字信号的A/D转换器；(3)用于对上述A/D转换器数字信号进行处理，以得到电网的电压幅值、频率和相位角的数字信号处理器；(4)用于将上述电网的电压幅值、频率和相位角数字信号传输给二次侧仪表装置的上行隔离光纤；(5)用于将二次侧仪表装置向数字信号处理器传输数据信号和控制信号的下行隔离光纤；
(6)用于为上述A/D转换器、数字信号处理器和上行隔离光纤供电的隔离电源，该隔离电源的输入端与高压电网相连接。
本实用新型提出的电力机车高压电网网电压测量装置，具有体积小、重量轻的优点，其体积仅为传统用于电网网电压检测的电磁式互感器的约1/8。测量频带宽，不存在磁饱和问题，无铁磁谐振现象。而且避免了传统电磁式互感器一次绕组放电或击穿高电压进入二次侧的危险，二次侧输出不存在传统电磁式互感器二次绕组严禁开路的要求。本电网网电压检测装置由于一次侧与二次侧仪表装置采用光纤进行高可靠的隔离，提高了电力机车司乘人员和设备的安全。
图1为本实用新型设计的电力机车高压电网网电压测量装置的电路图。
图1中，1是电压传感器，2是A/D转换器，3是数字信号处理器，4和6分别是上行和下行隔离光纤，7是隔离电源。
具体实施方式
本实用新型提出的电力机车高压电网网电压测量装置，其电路图如图1所示，用于从电网取出电压信号的电阻式分压电压传感器1，由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和放电管或稳压管S组成，放电管或稳压管S与低压臂电阻R2并联；用于将电压信号转换成数字信号的A/D转换器2；用于对数字信号进行处理，以得到电网的电压幅值、频率和相位角的数字信号处理器3；用于将电网的电压幅值、频率和相位角数字信号传输给二次侧仪表装置的上行隔离光纤4；用于将二次侧仪表装置向数字信号处理器传输数据信号和控制信号的下行隔离光纤6；用于为上述A/D转换器、数字信号处理器和上行隔离光纤供电的隔离电源7，该隔离电源的输入端与高压电网相连接，因此对该电源的充电通过电网供电完成，该电源与二次侧仪表装置完全隔离。
上述电压测量装置的的工作原理是如附图1所示，电网测量电压由A端输入，高压臂电阻R1和低压臂电阻R2组成电阻式分压电压传感器1，电压信号在低压侧取出。为防止低压部分出现过压，以保护二次侧测量装置，须在低压电阻上加装一个放电管或稳压管S，使其放电电压恰好略小于或等于低压侧允许的最大电压。电压信号经模数变换器2变换完成电网电压信号的数据采集，数据由数字信号处理器3后通过上行隔离光纤4持续将被测量电压幅值、频率、相角等数字信号经上行隔离光纤传输给二次侧仪表装置5，下行隔离光纤6用于传输二次侧仪表装置向数字信号处理器发送的数据信号和控制信号，本测量装置中的A/D转换器、数字信号处理器和上行隔离光纤的电源由隔离电源7提供，该隔离电源的输入端与高压电网相连接，因此对该电源的充电通过电网供电完成，该电源与二次侧仪表装置完全隔离。
其中二次侧仪表装置5可以是网压显示表、电度表和功率因数补偿控制系统(PFC)、继电保护系统或其他任何设备。
本实用新型的一个具体实例中，电压传感器1的型号可为JDCG-W25，A/D转换器2的型号可为BTAD-05，数字信号处理器3的型号可为PIC18F248，隔离电源7的型号可为BTP-1505D。
权利要求1.一种电力机车高压电网网电压测量装置，其特征在于该测量装置包括(1)用于从电网取出电压信号的电阻式分压电压传感器，由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和放电管或稳压管S组成，放电管或稳压管S与低压臂电阻R2并联；(2)用于将上述电压信号转换成数字信号的A/D转换器；(3)用于对上述A/D转换器数字信号进行处理，以得到电网的电压幅值、频率和相位角的数字信号处理器；(4)用于将上述电网的电压幅值、频率和相位角数字信号传输给二次侧仪表装置的上行隔离光纤；(5)用于将二次侧仪表装置向数字信号处理器传输数据信号和控制信号的下行隔离光纤；(6)用于为上述A/D转换器、数字信号处理器和上行隔离光纤供电的隔离电源，该隔离电源的输入端与高压电网相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电力机车高压电网网电压测量装置，属于电力机车技术领域。包括用于从电网取出电压信号的电阻式分压电压传感器；用于将电压信号转换成数字信号的A/D转换器；用于对数字信号进行处理，以得到电网的电压幅值等的数字信号处理器；用于将电网的电压幅值、频率和相位角等数字信号传输给二次侧仪表装置的上行隔离光纤；用于将二次侧仪表装置向数字信号处理器传输数据信号和控制信号的下行隔离光纤；用于为A/D转换器、数字信号处理器等供电的隔离电源，其输入端与高压电网相连接。本实用新型提出的电压测量装置，体积小、重量轻，一次侧与二次侧仪表采用光纤进行高可靠的隔离，提高了电力机车司乘人员和设备的安全。
文档编号G01R19/252GK2711742SQ200420077860
公开日2005年7月20日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者马兴凯, 王玉富, 陶晓峰 申请人:马兴凯, 王玉富, 陶晓峰