CN102707134B - 基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，其包括电流互感器、电流传感器、温度传感器、电压分压信号元件、套管、电源线、信号线、高压侧信号处理转换电路、光电池、发射管、绝缘体、空气隙、电压分压元件、接收管、光源、低压侧信号处理与光源控制电路以及单片机处理装置，该在线检测装置通过封装在绝缘体内的光纤传输多路电压，电流，温度信号，高压侧电流互感器与低压侧提供的光能量提供高压部分信号处理所需的电源能量，可以实时检测高电压系统运行的电压，电流，温度信号，具有高电压系统参数实时，可靠，准确在线监测与检测，功能集成化与结构简化的特点。

Description

基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置

技术领域

本发明涉及一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，属于电力系统领域。 

背景技术

电力系统运行中必须监测与检测的三个最主要参数是电压、电流、温度，实际运行与检索可知，目前文献中对高电压系统在线检测装置已有许多论述，但是在实际应用中，电压量检测采用可靠性低、笨重的环氧树脂浇注式电压互感器，虽然对温度与电流量监测与检测已有电子式、光电式测量装置的研究与产品，但是这些研究或产品都是单参数的监测或检测，高电压系统特别是智能电网的建设，急需对三个最主要的参数进行综合监测与检测的集成化装置，从而保证监测与检测的可靠性、准确性、功能集成化与结构的简化。目前，对电压、电流、温度的单参数电子式、光电式监测或检测装置的高电压部分电路几乎都是采用电流传感器作为提供电子电路所需能量的电源，张培铭等发明的专利“中高电压系统在线检测信号传输装置”（专利号：ZL 200420064929.2）就是采用这种方案，但是这种方案致命的问题是当电力系统电流较小或无电流时，电流传感器提供的能量无法保证电子电路的正常工作，使高电压系统无法正常监测或检测，对高电压系统的安全、可靠运行造成严重的威胁，对于电压量的监测或检测更是如此，当高电压系统处于运行状态，但未接通负载或负载电流很小，即此时有高电压存在，但没有电流或者电流很小，这种情况将造成高电压量的误测，可能造成严重的后果。

发明内容

 本发明的目的就是针对上述的不足，提供一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，通过封装在绝缘体内的光纤传输多路电压、电流、温度信号，高压侧电流互感器与低压侧提供的光能量提供高压部分信号处理所需的电源能量，可以实时检测高电压系统运行的电压、电流、温度信号，具有高电压系统参数实时，可靠，准确在线监测与检测，功能集成化与结构简化的特点。

本发明的目的是这样实现的，它包括电流互感器，电流传感器、温度传感器、电压分压信号元件、电源线，信号线、高压侧信号处理转换电路、光电池、发射管、绝缘体、空气隙、电压分压元件、接收管、光源、低压侧信号处理与光源控制电路以及单片机处理装置，其特征在于：电流互感器所述电源线接到高压侧信号处理转换电路的电源端，电流传感器与温度传感器分别通过信号线接到封装在绝缘体中的高压侧信号处理转换电路，导电体上高电位连接点通过信号线连接到电压分压信号元件的一端，电压分压信号元件另一端接到封装在绝缘体中的高压侧信号处理转换电路与电压分压元件，高压侧信号处理转换电路的发射管与光纤相接，光纤另一端接到置于低压侧信号处理与光源控制电路上的接收管，低压侧信号处理与光源控制电路与单片机处理装置相连，电压分压元件接到地，光电池与高压侧信号处理转换电路相接，光源与低压侧信号处理与光源控制电路相接。

在本发明一实施例中，所述的光源是白炽灯或聚光灯或激光光源。

在本发明一实施例中，所述光电池是可见光的光电池或激光接收器。

在本发明一实施例中，还包括一套管，所述的电源线和信号线是封装在所述套管内。

在本发明一实施例中，所述的电流互感器、电流传感器、温度传感器、电压分压信号元件、电源线、信号线、高压侧信号处理转换电路、光电池、发射管、光纤、空气隙、电压分压元件、接收管、光源以及低压侧信号处理与光源控制电路全部封装在绝缘体内。

本发明与现有技术相比，通过封装在绝缘体内的光纤传输多路电压，电流，温度信号，高压侧电流互感器与低压侧提供的光能量提供高压部分信号处理所需的电源能量，可以实时检测高电压系统运行的电压，电流，温度信号，具有高电压系统参数实时，可靠，准确在线监测与检测，功能集成化与结构简化的特点。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意框图。

图2为本发明实施二的结构示意框图。

图3为本发明实施三的结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，包括电流互感器J，电流传感器A，温度传感器B，电压分压信号元件C，套管Y，电源线O，信号线V，高压侧信号处理转换电路D，光电池E，发射管F，光纤Z，绝缘体G，空气隙H，电压分压元件I，接收管K，光源L，低压侧信号处理与光源控制电路M，单片机处理装置N； 

其特征在于：电流互感器J通过封装在套管Y中电源线O接到高压侧信号处理转换电路D的电源端，电流传感器A与温度传感器B分别通过封装在套管Y中信号线V接到封装在绝缘体G中的高压侧信号处理转换电路D，导电体P上高电位连接点U通过封装在套管Y中信号线V连接到电压分压信号元件C的一端，电压分压信号元件C另一端接到封装在绝缘体G中的高压侧信号处理转换电路D与电压分压元件I，高压侧信号处理转换电路D的发射管F与光纤Z相接，光纤Z另一端接到置于低压侧信号处理与光源控制电路M上的接收管K，低压侧信号处理与光源控制电路M与单片机处理装置N相连，电压分压元件I接到地X，光电池E与高压侧信号处理转换电路D相接，光源L与低压侧信号处理与光源控制电路M相接。

本发明的检测方式是：电流传感器与温度传感器输出信号经信号线传送到高压侧信号处理转换电路，导电体上高电位连接点电压信号通过信号线传送到电压分压信号元件，电压分压信号元件与电压分压元件串联接地，电压分压信号元件将导电体的电压分压信号送到高压侧信号处理转换电路，高压侧信号处理转换电路将电流、温度与电压信号进行处理形成数字信号，电流、温度与电压的数字信号在高压侧信号处理转换电路中单片机的控制下按不同编码经发射管转换为光数字信号，不同参数的光数字信号分别经封装在绝缘体内的光纤传送，接收管在接收到光纤传送的信号后，低压侧信号处理与光源控制电路将光信号转换为电信号，并送到单片机处理装置进行处理、显示，电流互感器通过电源线提供高压侧信号处理转换电路所需的能量，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源，光电池接收到光源发出的光能量，经高压侧信号处理转换电路将光能量转换为电能量，作为高压侧信号处理转换电路的电源，当导电体电流足够大，电流互感器提供的能量满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路让光源不工作不提供能量，当导电体电流较小，电流互感器提供的能量无法满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源工作向高压侧信号处理转换电路提供正常工作需要的能量。

如图2所示，一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，包括电流互感器J，电流传感器A，温度传感器B，电压分压信号元件C，电源线O，信号线V，高压侧信号处理转换电路D，光电池E，发射管F，光纤Z，绝缘体G，空气隙H，电压分压元件I，接收管K，光源L，低压侧信号处理与光源控制电路M，单片机处理装置N；

其特征在于：电流互感器J通过电源线O接到高压侧信号处理转换电路D的电源端，电流传感器A与温度传感器B分别通过信号线V接到高压侧信号处理转换电路D，导电体P上高电位连接点U通过信号线V连接到电压分压信号元件C的一端，电压分压信号元件C另一端接到高压侧信号处理转换电路D与电压分压元件I，高压侧信号处理转换电路D的发射管F与光纤Z相接，光纤Z另一端接到置于低压侧信号处理与光源控制电路M上的接收管K，低压侧信号处理与光源控制电路M与单片机处理装置N相连，电压分压元件I接到地X，光电池E与高压侧信号处理转换电路D相接，光源L与低压侧信号处理与光源控制电路M相接。

本发明的检测方式是：电流传感器与温度传感器输出信号经信号线传送到高压侧信号处理转换电路，导电体上高电位连接点电压信号通过信号线传送到电压分压信号元件，电压分压信号元件与电压分压元件串联接地，电压分压信号元件将导电体的电压分压信号送到高压侧信号处理转换电路，高压侧信号处理转换电路将电流、温度与电压信号进行处理形成数字信号，电流、温度与电压的数字信号在高压侧信号处理转换电路中单片机的控制下按不同编码经发射管转换为光数字信号，不同参数的光数字信号分别经光纤传送，接收管在接收到光纤传送的信号后，低压侧信号处理与光源控制电路将光信号转换为电信号，并送到单片机处理装置进行处理、显示，电流互感器通过电源线提供高压侧信号处理转换电路所需的能量，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源，光电池接收到光源发出的光能量，经高压侧信号处理转换电路将光能量转换为电能量，作为高压侧信号处理转换电路的电源，当导电体电流足够大，电流互感器提供的能量满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路让光源不工作不提供能量，当导电体电流较小，电流互感器提供的能量无法满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源工作向高压侧信号处理转换电路提供正常工作需要的能量。

如图3所示，一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，包括电流互感器J，电流传感器A，温度传感器B，电压分压信号元件C，电源线O，信号线V，高压侧信号处理转换电路D，光电池E，发射管F，光纤Z，绝缘体G，空气隙H，电压分压元件I，接收管K，光源L，低压侧信号处理与光源控制电路M，单片机处理装置N；

其特征在于：电流互感器J通过电源线O接到高压侧信号处理转换电路D的电源端，电流互感器J与电流传感器A、温度传感器B、电压分压信号元件C、电源线O、信号线V、高压侧信号处理转换电路D、光电池E、发射管F、光纤Z、空气隙H、电压分压元件I、接收管K、光源L以及低压侧信号处理与光源控制电路M全部封装在绝缘体G内，电流传感器A与温度传感器B分别通过封装在绝缘体G中信号线V接到高压侧信号处理转换电路D，导电体P上高电位连接点U通过信号线V连接到电压分压信号元件C的一端，电压分压信号元件C另一端接到高压侧信号处理转换电路D与电压分压元件I，高压侧信号处理转换电路D的发射管F与光纤Z相接，光纤Z另一端接到置于低压侧信号处理与光源控制电路M上的接收管K，低压侧信号处理与光源控制电路M与单片机处理装置N相连，电压分压元件I接到地X，光电池E与高压侧信号处理转换电路D相接，光源L与低压侧信号处理与光源控制电路M相接。

本发明的检测方式是：电流传感器与温度传感器输出信号经信号线传送到高压侧信号处理转换电路，导电体上高电位连接点电压信号通过信号线传送到电压分压信号元件，电压分压信号元件与电压分压元件串联接地，电压分压信号元件将导电体的电压分压信号送到高压侧信号处理转换电路，高压侧信号处理转换电路将电流、温度与电压信号进行处理形成数字信号，电流、温度与电压的数字信号在高压侧信号处理转换电路中单片机的控制下按不同编码经发射管转换为光数字信号，不同参数的光数字信号分别经光纤传送，接收管在接收到光纤传送的信号后，低压侧信号处理与光源控制电路将光信号转换为电信号，并送到单片机处理装置进行处理、显示，电流互感器通过电源线提供高压侧信号处理转换电路所需的能量，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源，光电池接收到光源发出的光能量，经高压侧信号处理转换电路将光能量转换为电能量，作为高压侧信号处理转换电路的电源，当导电体电流足够大，电流互感器提供的能量满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路让光源不工作不提供能量，当导电体电流较小，电流互感器提供的能量无法满足高压侧信号处理转换电路正常工作的需要，低压侧信号处理与光源控制电路控制光源工作向高压侧信号处理转换电路提供正常工作需要的能量。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (5)

1. 一种基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，包括

电流互感器（J）、电流传感器(A)、温度传感器(B)、电压分压信号元件(C)、电源线（O）、信号线（V）、高压侧信号处理转换电路(D)、光电池(E)、发射管（F）、光纤（Z）、绝缘体(G)、空气隙(H)、电压分压元件（I）、接收管（K）、光源（L）、低压侧信号处理与光源控制电路（M）以及单片机处理装置（N），其特征在于：电流互感器所述电源线（O）接到高压侧信号处理转换电路（D）的电源端，电流传感器(A)与温度传感器(B)分别通过信号线（V）接到封装在绝缘体(G)中的高压侧信号处理转换电路（D），导电体（P）上高电位连接点（U）通过信号线（V）连接到电压分压信号元件(C)的一端，电压分压信号元件(C)另一端接到封装在绝缘体(G)中的高压侧信号处理转换电路(D)与电压分压元件（I），高压侧信号处理转换电路(D)的发射管（F）与光纤（Z）相接，光纤（Z）另一端接到置于低压侧信号处理与光源控制电路（M）上的接收管（K），低压侧信号处理与光源控制电路（M）与单片机处理装置（N）相连，电压分压元件（I）接到地（X），光电池(E)与高压侧信号处理转换电路(D)相接，光源（L）与低压侧信号处理与光源控制电路（M）相接。

2.根据权利要求1所述的基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，其特征在于：所述的光源是白炽灯或聚光灯或激光光源。

3.根据权利要求1所述的基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，其特征在于：所述光电池是可见光的光电池或激光接收器。

4.根据权利要求1所述的基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，其特征在于：还包括一套管（Y），所述的电源线（O）和信号线（V）是封装在所述套管（Y）内。

5.根据权利要求1所述的基于复合电源的高电压系统综合参数在线检测装置，其特征在于：所述的电流互感器（J）、电流传感器（A）、温度传感器（B）、电压分压信号元件（C）、电源线（O）、信号线（V）、高压侧信号处理转换电路（D）、光电池（E）、发射管（F）、光纤（Z）、空气隙（H）、电压分压元件（I）、接收管（K）、光源（L）以及低压侧信号处理与光源控制电路（M）全部封装在绝缘体（G）内。