[實用新型]一種機車高壓電網電能質量在線監測裝置

有效

• 申請號: 201720482793.4
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN206740881U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 賀佳港;黃曉峰;龍永紅;李軍軍;易吉良;石偉;梁建華;鐘云飛;賀正蕓;谷志茹;朱永祥;李中啟;范晉龍
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種機車高壓電網電能質量在線監測裝置的電子技術領域，尤其適用于機車、城軌、地鐵等軌道交通用高壓電網監測。

背景技術

由于機車高壓電網和負載的復雜性,例如變電站容量不足、輸變電和各種配電設備的性能和質量問題、各種用電設備配置的不合理性、設備之間的相互影響,以及配電系統中各類非線性負載的增加、電力半導體變流裝置的廣泛應用等因素,以及自然界的雷擊、地電及人為因素的影響,電網的交流電并不是穩定的正弦波,存在各種供電質量問題；導致機車高壓電網電壓波動范圍最大達±30%，同時出現電壓浪涌、高壓尖峰脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、頻率偏移、持續低電壓、波形失真等，因此需要對機車高壓電網電能質量進行在線監測，提示機車司機，并且需要進行存儲和記錄，以供進行電能質量的治理。

目前機車高壓電網監測裝置通常是在高壓工頻變壓器的二次側進行采樣和監測，但是電壓浪涌、高壓尖峰脈沖、暫態過電壓等信號不能無損的通過高壓工頻變壓器，會產生信號的丟失和失真；另一種方式是通過高壓感應電極安裝在機車頂部，直接感應機車高壓信號，并且通過屏蔽線把信號輸入機車內部進行監測，但是屏蔽線的導線過長，其等效電阻和電容效應同樣會使感應信號衰減和失真；因此需要一種能夠避免感應模擬信號衰減和丟失的監測裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種機車高壓電網電能質量在線監測裝置，高壓感應電極感應機車高壓電網電壓信號，高壓感應電極不通過屏蔽線輸入機車內部，而是直接在機車頂部通過控制器進行數據采集和轉換，把變換后的機車高壓電網電壓信號打包后，通過無線發射電路，采用無線方式發送給機車內部的無線接收電路和控制器，進行監測、處理和存儲；裝置通過無線數字信號通訊傳輸電能質量監測數據，避免感應模擬信號傳輸過程中的衰減和失真。

本實用新型的技術方案是：一種機車高壓電網電能質量在線監測裝置，由感應器和監測器組成；感應器包括感應器電源電路、高壓感應電極、感應信號放大電路、感應器控制器電路、無線發射電路；監測器包括監測器電源電路、無線接收電路、監測器控制器電路、LCD顯示電路、報警電路、MICRO SD卡電路；安裝在機車車頂的感應器通過高壓感應電極采集機車高壓電網電能信號形成無線數據包，通過無線發射電路發送給機車內部的監測器；監測器通過無線接收電路接收無線數據包，進行監測、顯示、處理和存儲，裝置通過無線數字信號通訊傳輸電能質量監測數據，避免感應模擬信號傳輸過程中的衰減和失真。

所述感應器電源電路由第一DC/DC模塊組成；第一DC/DC模塊的電源輸入正極腳VIN+連接機車24V電源正極；電源輸入負極腳VIN-連接機車24V電源負極，電源輸出正極腳VOUT輸出第一電源VD1，電源輸出負極腳GND輸出第一電源公共地GND1；感應器電源電路供給感應信號放大電路、感應器控制器電路、無線發射電路工作電源。

所述感應器控制器電路由第一控制器組成；第一控制器的電源正極腳VCC連接第一電源VD1，電源地腳GND連接第一電源公共地GND1。

所述感應信號放大電路由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第一運算放大器組成；第一運算放大器的電源正極腳VCC連接第一電源VD1，電源地腳GND連接第一電源公共地GND1，負極輸入腳IN-通過第三電阻、第一電容連接高壓感應電極，同時負極輸入腳IN-通過第四電阻連接第一運算放大器的輸出腳OUT，正極輸入腳IN+通過第一電阻連接第一電源VD1，同時正極輸入腳IN+通過第二電阻連接第一電源公共地GND1，輸出腳OUT連接第一控制器的模數轉換腳AD1；第一運算放大器組成由單電源供電的反向比例放大電路，第一電容是隔離直流的作用。