[發明專利]一種基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置

有效

• 申請號: 201110443203.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102435822A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 桑英軍;黃學良
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置，屬于電力系統電壓互感器技術領域。

背景技術

電壓互感器在電力系統中有著重要的作用，它是電力系統監測不可缺少的基本測試設備。目前大量使用的是傳統的電磁感應式或電容分壓式電壓互感器，隨著電力需求的增長，電力系統向著高壓、大容量的趨勢發展，傳統的電壓互感器在電力系統的安全運行、提高電能測量的精度和提高電力系統自動化程度方面日益顯出了它的缺點，比如體積龐大、重量驚人、絕緣結構復雜，存在鐵磁飽和和鐵磁諧振現象以及爆炸危險等，而且隨著計算機技術和電力設備二次系統測量、保護和控制裝置的發展，電力系統數字化智能化高質量運行的要求越來越高，開發設計具有測量、保護、監控、通信等組合功能的智能化小型化模塊化電力設備具有重要意義。光電技術與計算機技術相結合的而產生的電子電壓互感器日益顯現出富有魅力的前景和強大的生命力，常規光電互感器對光纖和光源要求很高，位相變化不超過0.02rad，且對光電晶體的溫度要求嚴格，限制了其實用化進程，新型電子電壓互感裝置的開發具有重要意義和廣闊的市場前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置。

???????本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置包括：光學測量單元、數據采集單元、信號輸出單元；其中：光學測量單元的輸入端接電網電壓、光學測量單元的輸出端與數據采集單元的輸入端連接，數據采集單元的輸出端與信號輸出單元的輸入端連接；

????所述光學測量單元將電網電壓轉化為低電壓信號，數據采集單元對低電壓信號進行數據處理得到數字低電壓信號，信號輸出單元輸出顯示精確低電壓信號。

????所述基于壓電陶瓷的電子互感裝置中，所述光學測量單元由分別設置于箱體內的彈性懸臂、壓電薄膜、壓電陶瓷堆、激光器、平行反光腔、位敏光電檢測器組成；其中：

????所述壓電陶瓷堆水平放置在箱體的底部，所述壓電薄膜置于壓電陶瓷堆的上表面，所述彈性懸臂的一端與壓電薄膜連接，另一端固定在箱體的右側壁，所述激光器固定在箱體頂部與彈性懸臂相垂直的位置，所述位敏光電檢測器垂直固定在箱體的左側壁，所述平行反光腔水平置于彈性懸臂和位敏光電檢測器之間。

????所述基于壓電陶瓷的電子互感裝置中，所述數據采集單元包括依次連接的模擬調理電路、模數轉換器、數字信號處理電路；

????其中：所述模擬調理電路對光學檢測單元輸出的低壓信號進行功率放大和相位校正；所述模數轉換器將模擬調理電路輸出的模擬低電壓信號轉化為數字低電壓信號；所述數字信號處理電路采集數字低電壓信號的參數，計算低電壓信號的幅值、相位。

????所述基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置中，所述信號輸出單元包括信號顯示模塊和二次設備；其中：二次設備由數據采集單元輸出的數字低電壓信號供電，顯示模塊實時顯示數字低電壓信號的參數值。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：

（1）設備體積小、重量輕、固態封裝，可減少占地面積和成本，功耗很低，節電效果明顯；

（2）測量精度高，可實現10kv精度0.05級電壓測量，抗干擾性好；

（3）無短路危險現象，性能穩定；

（4）實現聯機通信或者直接與二次設備相連，實現智能化控制。滿足了當前智能電網發展的需要。

附圖說明

圖1為基于壓電陶瓷的電子電壓互感裝置的示意圖。

????圖中標號說明：1、光學檢測單元；1-1、彈性懸臂；1-2、壓電薄膜；1-3壓電陶瓷堆；1-3-1、壓電陶瓷片；1-4、激光器；1-5、平行反光腔；1-6、位敏光電檢測器；2、數據采集單元；2-1、模擬調理電路；2-2、模數轉換器；2-3、數字信號處理電路；3、信號輸出單元；3-1、信號顯示模塊；3-2、二次設備；4、電源模塊。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明：