CN114966158A - 电子式电压互感器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子式电压互感器及其控制方法，电子式电压互感器包括：直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块、以及并联连接的第一分压支路和第二分压支路，第一分压支路的第三端与直流信号调理电路电连接，直流信号调理电路与采样分析模块电连接，第二分压支路的第三端与交流信号调理电路电连接，交流信号调理电路与采样分析模块电连接。本实施例通过第一分压支路、第二分压支路将待输入电压降低为小电压后供后续模块处理。且通过采样分析模块生成的幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出。本实施例中待输入电压可以为直流电压，也可以为交流电压，提高了电子式电压互感器的适用性，结构简单。

Description

电子式电压互感器及其控制方法

技术领域

本发明涉及互感器技术领域，尤其涉及一种电子式电压互感器及其控制方法。

背景技术

我国轨道交通牵引系统分为交流牵引供电和直流牵引供电系统，电气化铁道普遍采用交流牵引系统，城市轨道交通普遍采用直流牵引系统，在两种系统中均需要电压互感器进行供电系统的测量、电能的计量以及频率和功率的测量。

目前行业上存在的问题是：现有电压互感器通常在直流和交流供电系统中不能通用。

发明内容

本发明提供了一种电子式电压互感器及其控制方法，以自动识别待输入电压的类型并进行输出。

本发明一方面提供了一种电子式电压互感器，包括：第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块；

所述第一分压支路的第一端与所述第二分压支路的第一端电连接，所述第一分压支路的第二端与所述第二分压支路的第二端电连接，所述第一分压支路的第一端接入待输入电压，所述第一分压支路的第二端接地，所述第一分压支路的第三端与所述直流信号调理电路的输入端电连接，所述直流信号调理电路的输出端与所述采样分析模块的第一输入端电连接，所述第二分压支路的第三端与所述交流信号调理电路的输入端电连接，所述交流信号调理电路的输出端与所述采样分析模块的第二输入端电连接，所述采样分析模块的输出端与测量仪表电连接；所述第一分压支路和所述第二分压支路的阻值不同以使施加在所述第一分压支路和所述第二分压支路的电压相同时，所述第一输出端和所述第二输出端输出的电压值不同；

所述第一分压支路被配置为将所述待输入电压降低后传输至所述直流信号调理电路，所述第二分压支路被配置为将所述待输入电压降低后传输至所述交流信号调理电路；所述直流信号调理电路被配置为滤除所述待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，所述交流信号调理电路被配置为滤除所述待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号；所述采样分析模块被配置为采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，还被配置为根据所述幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，所述匹配信号为与所述测量仪表匹配的电压信号或电流信号，所述电压类型包括直流电压和交流电压。

可选的，所述第一分压支路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一分压支路的第一端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端作为所述第一分压支路的第三端，所述第二电阻的第二端作为所述第一分压支路的第二端；

所述第二分压支路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端作为所述第二分压支路的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端作为所述第二分压支路的第三端，所述第四电阻的第二端作为所述第二分压支路的第二端。

可选的，所述直流信号调理电路包括稳压器、限流保护单元、第一滤波电阻和第一滤波电容，所述稳压器的第一端与第一分压支路的第三端电连接，所述稳压器的第一端还与所述限流保护单元的输入端电连接，所述限流保护单元的输出端与第一滤波电阻的第一端电连接，第一滤波电阻的第二端与所述第一滤波电容的第一端电连接，所述第一滤波电容的第二端接地，所述第一滤波电阻的第二端与所述采样分析模块的第一输入端电连接。

可选的，所述交流信号调理电路包括第一隔直电容、第二隔直电容、电压跟随器、模数转换单元、第二滤波电阻和第二滤波电容；

所述第一隔直电容的第一端与第二分压支路的第三端电连接，所述第一隔直电容的第二端与所述第二隔直电容的第一端电连接，所述第二隔直电容的第二端与所述第二滤波电阻的第一端电连接，所述第二滤波电阻的第二端与所述第二滤波电容的第一端电连接，所述第二滤波电阻的第二端还与所述电压跟随器的输入端电连接，所述电压跟随器的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接，所述模数转换单元的输出端与所述采样分析模块的第二输入端电连接。

可选的，所述采样分析模块包括第一采样电路、第二采样电路、控制器和输出模块；所述第一采样电路的输入端与所述直流信号调理电路的输出端电连接，所述第一采样电路的输出端与所述控制器的第一端电连接，所述第二采样电路的输入端与所述交流信号调理电路的输出端电连接，所述第二采样电路的输出端与所述控制器的第二端电连接，所述控制器的输出端与所述输出模块的输入端电连接，所述输出模块的输出端与所述测量仪表电连接，所述控制器被配置为根据所述第一电压信号生成所述幅值信号、根据所述第二电压信号生成所述频率信号，并根据所述幅值信号、频率信号进行电压类型识别，所述输出模块被配置为将所述幅值信号转换为匹配信号。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括第一指示模块和第二指示模块，所述第一指示模块与所述采样分析模块电连接，所述第二指示模块与所述采样分析模块电连接，所述采样分析模块被配置为确定电压类型识别结果为交流电压时，控制所述第二指示模块导通，以及确定所述电压类型识别结果为直流电压时，控制所述第一指示模块导通。

本发明另一方面提供了一种电子式电压互感器的控制方法，用于控制上一方面任一项的电子式电压互感器，所述电子式电压互感器包括第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块，所述电子式电压互感器的控制方法包括：

所述第一分压支路将待输入电压降低后传输至所述直流信号调理电路，所述第二分压支路将待输入电压降低后传输至所述交流信号调理电路；

所述直流信号调理电路滤除所述待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，所述交流信号调理电路滤除所述待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号；

所述采样分析模块采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，根据所述幅值信号、所述频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，所述匹配信号为与测量仪表匹配的电压信号或电流信号，所述电压类型包括直流电压和交流电压。

可选的，所述采样分析模块根据所述幅值信号、所述频率信号进行电压类型识别，包括：

如果所述频率信号满足第一频率设定范围且所述幅值信号满足第一设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为交流信号；

如果所述频率信号满足第二频率设定范围且所述幅值信号满足第二设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为直流信号，所述第一频率设定范围内的每一频率均大于所述第二频率设定范围内的每一频率。

可选的，所述采样分析模块采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，包括：

将所述第二电压信号采样后进行傅里叶变换，生成频域信号，根据所述频域信号获取所述频率信号；

将所述第一电压信号采样后按照设定方法计算后生成幅值信号。

可选的，所述将所述第一电压信号按照设定方法计算后生成幅值信号，包括：

去除采样所述第一电压信号后的信号中幅值最大值和幅值最小值；

计算剩余的采样后的信号的平均值。

本发明提供了一种电子式电压互感器及其控制方法，电子式电压互感器包括：第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块。第一分压支路的第一端与第二分压支路的第一端电连接，第一分压支路的第二端与第二分压支路的第二端电连接，第一分压支路的第一端接入待输入电压，第一分压支路的第二端接地，第一分压支路的第三端与直流信号调理电路的输入端电连接，直流信号调理电路的输出端与采样分析模块的第一输入端电连接，第二分压支路的第三端与交流信号调理电路的输入端电连接，交流信号调理电路的输出端与采样分析模块的第二输入端电连接，采样分析模块的输出端与测量仪表电连接。本实施例通过第一分压支路、第二分压支路将待输入电压降低为小电压后供后续模块处理。且通过采样分析模块采样直流信号调理电路输出的第一电压信号后生成幅值信号、采样交流信号调理电路输出的第二电压信号后生成频率信号，且根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，进而实现对待输入电压类型的识别，并将待输入电压输出。本实施例中电子式电压互感器的待输入电压可以为直流电压，也可以为交流电压，针对直流电压和交流电压均能将其转换为匹配信号输出至测量仪表，提高了电子式电压互感器的适用性，且结构简单。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电子式电压互感器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种电子式电压互感器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种电子式电压互感器的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电子式电压互感器的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或系统不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或系统固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种电子式电压互感器的结构示意图，参考图1，电子式电压互感器包括第一分压支路10、第二分压支路11、直流信号调理电路12、交流信号调理电路13、采样分析模块14；

第一分压支路10的第一端A1与第二分压支路11的第一端B1电连接，第一分压支路10的第二端A2与第二分压支路11的第二端B2电连接，第一分压支路10的第一端A1接入待输入电压，第一分压支路10的第二端A1接地GND，第一分压支路10的第三端A3与直流信号调理电路12的输入端电连接，直流信号调理电路12的输出端与采样分析模块14的第一输入端D1电连接，第二分压支路11的第三端B3与交流信号调理电路13的输入端电连接，交流信号调理电路13的输出端与采样分析模块14的第二输入端D2电连接，采样分析模块14的输出端与测量仪表15电连接；第一分压支路10和第二分压支路11的阻值不同以使施加在第一分压支路10和第二分压支路11的电压相同时，第一分压支路10的第三端A3和第二分压支路11的第三端B3输出的电压不同；

第一分压支路10被配置为将待输入电压降低后传输至直流信号调理电路12，第二分压支路11被配置为将待输入电压降低后传输至交流信号调理电路13；直流信号调理电路12被配置为滤除待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，交流信号调理电路13被配置为滤除待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号；采样分析模块14被配置为采样第一电压信号后生成幅值信号、采样第二电压信号后生成频率信号，还被配置为根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，匹配信号为与测量仪表15匹配的电压信号或电流信号，电压类型包括直流电压和交流电压。

第一分压支路10和第二分压支路11接入待输入电压通过待输入电压端INT1实现，具体的，第一分压支路10的第一端A1与待输入电压端INT1电连接，待输入电压端INT1用于提供待输入电压。待输入电压为电力系统中的母线上的电压，母线电压一般较大，而测量仪表15能接受的电压较小，因此需要将一次侧的大电压转换为同相位的小电压或小电流输出至测量仪表15中。待输入电压端IN1可能会接入直流电压，也可能会接入交流电压，因此，电子式电压互感器需既能识别交流电压，也能识别直流电压。示例性的，测量仪表15可以为功率表、电度表以及机电保护设备。

采样分析模块14采样直流信号调理电路12输出端输出的第一电压信号，将第一电压信号采样为数字信号后通过时域数据滤波器过滤掉杂乱信号，然后去除采样第一电压信号后的信号中幅值最大值和幅值最小值后，计算剩余的采样后的信号的平均值。本实施例中示例性的示出采样点数包括512个，采样分析模块14去除512个采样的信号中的幅值最大值和最小值后，对剩余的510个采样的信号的幅值求平均值即得到幅值信号。

采用分析模块14采样交流信号调理电路13输出端输出的第二电压信号后生成频率信号的过程可以包括：将第二电压信号采样后进行傅里叶变换，生成频域信号，根据频域信号获取频率信号。具体的，将第二电压信号采样为数字信号后通过时域数据滤波器过滤掉杂乱信号，再经低通滤波器过滤掉高次谐波信号后，对数字信号进行傅里叶变换成频域信号，在频域系统获取最高能量的频率即为所需的频率信号。

根据上述步骤得到的幅值信号、频率信号进行电压类型识别时，具体为：如果频率信号满足第一频率设定范围且幅值信号满足第一设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为交流信号；如果频率信号满足第二频率设定范围且幅值信号满足第二设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为直流信号，第一频率设定范围内的每一频率均大于第二频率设定范围内的每一频率。示例性的，交流信号调理电路13包括隔直电容，隔直电容用于滤除待输入电压中的直流电压信号。直流信号调理电路12用于滤除干扰信号。第一频率设定范围、第一设定条件、第二频率设定范围、第二设定条件与母线上的电压的频率和大小有关，可根据需求设定。母线上的交流电压一般为25KV,直流电压为1500V，本实施例中示例性示出，第一频率设定范围为45HZ-55HZ，第一设定条件为幅值信号大于或等于1.7V。第二频率设定范围为0HZ-5HZ，第二设定条件为幅值信号小于1V。当待输入电压为25KV的交流电压时，通过设定第一分压支路10和第二分压支路11的阻值，使得第一分压支路10的第三端A3输出的电压为25V,第二分压支路11的第三端B3输出的电压为2.5V。第一分压支路10输出的电压经直流信号调理电路12后，再被采样分析模块14采样、生成幅值信号，幅值信号在2.5V左右。第二分压支路11输出的电压经交流信号调理电路13后，在被采样分析模块14采样、生成频率信号，此时交流信号对应的频率一般位于45-55HZ。因此，当采样分析模块确定频率信号位于45HZ-55HZ范围内、且幅值信号大于或等于1.7V时，确定待输入电压的类型为交流电压。当待输入电压为直流电压时，直流电压经交流信号调理电路13后输出的电压为0，即无直流电压信号输出，可能输出一些杂波信号，因此采样分析模块14采样第二电压信号后生成的频率信号在0左右，因此，如果采样分析模块14确定频率信号位于0-5HZ、且幅值信号小于1V，则确定待输入电压的类型为直流电压。

测量仪表15可能仅能识别电压信号，也可能仅能识别电流信号，采样分析模块14在测量仪表15仅能识别电压信号时，将幅值信号转换为测量仪表能接受的电压输入至仪表中，如果测量仪表15仅能识别电流信号时，将幅值信号转换为测量仪表能接受的电流信号输入至仪表中。

本发明实施例中的电子式电压互感器可自动识别待输入电压的类型并进行输出，即既能将待直流电压输出至测量仪表中，也能将交流电压输出至测量仪表中，适用性更强。且选择两路分压支路，可实现交流电压和直流电压分压后位于同一数量级，以使得进行后续信号转换时、电路更为简单，简化电子式电压互感器的电路结构。

图2为本发明实施例提供的另一种电子式电压互感器的结构示意图，参考图2，可选的，第一分压支路10包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端作为第一分压支路10的第一端A1，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接，第一电阻R1的第二端作为第一分压支路10的第三端A3，第二电阻R2的第二端作为第一分压支路10的第二端A2；

第二分压支路11包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的第一端作为第二分压支路11的第一端B1，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端电连接，第三电阻R3的第二端作为第二分压支路11的第三端B3，第四电阻R4的第二端作为第二分压支路11的第二端B2。

通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4实现对待输入电压的电压转换即转换为小电压，结构简单，体积较小，有利于器件的小型化。可选的，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值之比为第一比值，第三电阻R3与第四电阻R4的阻值之比为第二比值，第二比值与第一比值之比的范围为5-25。

待输入电压，如果为交流电压，一般为25KV,如果为直流电压，一般为1500V,即交流电压值和直流电压值之间相差16倍左右。示例性的，如果待输入电压为直流电压时，1500V的直流电压输入第一分压支路10和第二分压支路11后，经第一分压支路10的第三端A3输出的电压为1.5V,则第一比值为999。如果待输入电压为交流电压时，25KV的交流电压输入第一分压支路10和第二分压支路11后，经第二分压支路11的第三端B3输出的电压为了与直流时第一分压支路10的第三端A3输出的电压在一个数量级，此时第二分压支路11的第三端B3输出的电压应为1-5V左右，如果为1V时，第二比值为24999，如果为5V,则第二比值为4999，即第二比值和第一比值之比在5-25左右。

继续参考图2，可选的，直流信号调理电路12包括稳压器121、限流保护单元122、第一滤波电阻R5和第一滤波电容C1，稳压器121的第一端与第一分压支路10的第三端A3电连接，稳压器121的第一端还与限流保护单元122的输入端电连接，限流保护单元122的输出端与第一滤波电阻R5的第一端电连接，第一滤波电阻R5的第二端与第一滤波电容C1的第一端电连接，第一滤波电容C1的第二端接地GND，第一滤波电阻R5的第二端与采样分析模块14的第一输入端D1电连接。

直流信号调理电路12还包括第一调制单元123，第一调制单元123连接于限流保护单元122的输出端和第一滤波电阻R5的第一端之间，第一调制单元123包括电感和电容，用于调制电压的幅值大小。稳压器121可以为肖特基二极管，将第一分压支路10的第三端A3输出的电压稳定在一定范围内，示例性的，当第一分压支路10的第三端A3输出的电压为5V时，稳压器121将5V电压下拉至3V后输出至限流保护单元122中，避免电压过大，损坏器件。限流保护单元122可以为MAX14626芯片，限流保护单元122将其输入端输入的电压限定在设定阈值内，示例性的，当输入限流保护单元122的电压小于或等于设定阈值时，限流保护单元122输出的电压等于限流保护单元122输入端输入的电压；当输入限流保护单元122的电压大于设定阈值时，限流保护单元122输出的电压为设定阈值。通过控制输出限流保护单元122的电压的大小达到限流的作用，避免电路中电流过大。第一滤波电阻R5和第一滤波电容C1构成一阶滤波器，过滤电路中的干扰信号。当待输入电压为直流电压时，直流电压经直流信号调理电路12后，过滤了干扰信号，使得直流电压的波形更为平滑。当待输入电压为交流电压时，交流电压经直流信号调理电路12中的第一调制单元123后幅值被调制，幅值近似被调制为有效值。

继续参考图2，可选的，交流信号调理电路13包括第一隔直电容C2、第二隔直电容C3、电压跟随器131、模数转换单元132、第二滤波电阻R6和第二滤波电容C4；

第一隔直电容C2的第一端与第二分压支路11的第三端B3电连接，第一隔直电容C2的第二端与第二隔直电C3容的第一端电连接，第二隔直电容C3的第二端与第二滤波电阻R6的第一端电连接，第二滤波电阻R6的第二端与第二滤波电容C4的第一端电连接，第二滤波电阻R6的第二端还与电压跟随器131的输入端电连接，电压跟随器131的输出端与模数转换单元132的输入端电连接，模数转换单元132的输出端与采样分析模块14的第二输入端D2电连接。

交流信号调理电路13还包括第二调制电路133，第二调制电路133连接于第一隔直电容C2的第一端与第二分压支路11的第三端B3之间。第二调制电路133包括电感和电容，用于调制电路中的电压值。第一隔直电容C2和第二隔直电容C3用于将输入交流信号调理电路13中的直流信号滤除。第二滤波电阻R6和第二滤波电容C4构成一阶滤波器，过滤电路中的干扰信号，电压跟随器131的输出端输出的电压等于其输入端输入的电压，电压跟随器131用于隔离电压跟随器131前后级的电路，使二者之间互不影响。模数转换单元132可以为AD7190芯片，用于将模拟信号转换为数字信号输入至采样分析模块14中。具体的，模数转换单元132的CS端、SCLK端、DIN端、DOUT端分别与采样分析模块14连接，即采样分析模块14的第二输入端D2包括四个端口，与上述模数转换单元132的四个端口一一对应电连接。当待输入电压为直流电压时，直流电压经交流信号调理电路13后，直流信号被滤除，交流信号调理电路13输出电路中未被过滤掉的干扰信号。当待输入电压为交流电压时，交流电压经交流信号调理电路13后，过滤了干扰信号，使得交流电压的波形更为平滑。

图3为本发明实施例提供的另一种电子式电压互感器的结构示意图，参考图3，可选的，采样分析模块14包括第一采样电路141、第二采样电路142、控制器143和输出模块144；第一采样电路141的输入端与直流信号调理电路12的输出端电连接，第一采样电路141的输出端与控制器143的第一端电连接，第二采样电路142的输入端与交流信号调理电路13的输出端电连接，第二采样电路的142输出端与控制器143的第二端电连接，控制器143的输出端与输出模块144的输入端电连接，输出模块144的输出端与测量仪表15电连接，控制器143被配置为根据第一电压信号生成幅值信号、根据第二电压信号生成频率信号，并根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别，输出模块被配置为将幅值信号转换为匹配信号。

第一采样电路141的输入端作为采样分压模块14的第一输入端D1，第二采样电路142的输入端作为采样分析模块14的第二输入端D2。第一采样电路141用于采样直流信号调理电路12的输出端输出的第一电压信号后输入至控制器143，第二采样电路142用于采样交流信号调理电路13的输出端输出的第二电压信号后输入至控制器143，控制器143根据采样的第一电压信号生成幅值信号、根据采样的第二电压信号生成频率信号，并根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别。输出模块144用于将幅值信号转换为与测量仪表15匹配的匹配信号，匹配信号为测量仪表15所能接受的电压信号或电流信号。当匹配信号为电压信号时，输出模块144仅将幅值信号大小进行调节，将幅值信号转化为测量仪表15能接受的幅值范围内的电压信号即可。当匹配信号为电流信号时，输出模块144将电压信号转化为电流信号，并进行幅值调节，以使电流信号位于测量仪表15能接受的幅值范围内。值得注意的是，控制器143中可以集成有数模转换电路，将幅值信号转换为模拟信号后输出至输出模块144中。

继续参考图3，可选的，电子式电压互感器还包括第一指示模块16和第二指示模块17，第一指示模块16与采样分析模块14电连接，第二指示模块17与采样分析模块14电连接，采样分析模块14被配置为确定电压类型识别结果为交流电压时，控制第二指示模块17导通，以及确定电压类型识别结果为直流电压时，控制所述第一指示模块16导通。

示例性的，当采样分析模块14包括控制器时，第一指示模块16和第二指示模块17与控制器电连接。第一指示模块16和第二指示模块17可以为指示灯，且二者发出的颜色不同。当采样分析模块14确定待输入电压为直流电压时，可输出一电位信号以控制第一指示模块16点亮。当采样分析模块14确定待输入电压为交流电压时，可输出电位信号以控制第二指示模块17点亮。通过设置第一指示模块16和第二指示模块17可使得用户直观的确定待输入电压的类型。

本发明实施例还提供可一种电子式电压互感器的控制方法，用于控制上述任一实施例中的电子式电压互感器，电子式电压互感器包括第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块，图4为本发明实施例提供的一种电子式电压互感器的控制方法的流程图，参考图4，控制方法包括：

S101：第一分压支路将待输入电压降低后传输至直流信号调理电路，第二分压支路将待输入电压降低后传输至交流信号调理电路。

S102：直流信号调理电路滤除待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，交流信号调理电路滤除待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号。

S103：采样分析模块采样第一电压信号后生成幅值信号、采样第二电压信号后生成频率信号，根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，匹配信号为与测量仪表匹配的电压信号或电流信号，电压类型包括直流电压和交流电压。

可选的，采样分析模块根据幅值信号、频率信号进行电压类型识别，包括：

如果频率信号满足第一频率设定范围且幅值信号满足第一设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为交流信号；

如果频率信号满足第二频率设定范围且幅值信号满足第二设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为直流信号，第一频率设定范围内的每一频率均大于第二频率设定范围内的每一频率。

可选的，采样分析模块采样第一电压信号后生成幅值信号、采样第二电压信号后生成频率信号，包括：

将第二电压信号采样后进行傅里叶变换，生成频域信号，根据频域信号获取频率信号；

将第一电压信号采样后按照设定方法计算后生成幅值信号。

可选的，将第一电压信号按照设定方法计算后生成幅值信号，包括：

去除采样第一电压信号后的信号中幅值最大值和幅值最小值；

计算剩余的采样后的信号的平均值。

电子式电压互感器的控制方法具备的有益效果与电子式电压互感器具备的有益效果相同，本实施例在此不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子式电压互感器，其特征在于，包括：第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块；

所述第一分压支路的第一端与所述第二分压支路的第一端电连接，所述第一分压支路的第二端与所述第二分压支路的第二端电连接，所述第一分压支路的第一端接入待输入电压，所述第一分压支路的第二端接地，所述第一分压支路的第三端与所述直流信号调理电路的输入端电连接，所述直流信号调理电路的输出端与所述采样分析模块的第一输入端电连接，所述第二分压支路的第三端与所述交流信号调理电路的输入端电连接，所述交流信号调理电路的输出端与所述采样分析模块的第二输入端电连接，所述采样分析模块的输出端与测量仪表电连接；所述第一分压支路和所述第二分压支路的阻值不同以使施加在所述第一分压支路和所述第二分压支路的电压相同时，所述第一输出端和所述第二输出端输出的电压值不同；

所述第一分压支路被配置为将所述待输入电压降低后传输至所述直流信号调理电路，所述第二分压支路被配置为将所述待输入电压降低后传输至所述交流信号调理电路；所述直流信号调理电路被配置为滤除所述待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，所述交流信号调理电路被配置为滤除所述待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号；所述采样分析模块被配置为采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，还被配置为根据所述幅值信号、频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，所述匹配信号为与所述测量仪表匹配的电压信号或电流信号，所述电压类型包括直流电压和交流电压。

2.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述第一分压支路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端作为所述第一分压支路的第一端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端作为所述第一分压支路的第三端，所述第二电阻的第二端作为所述第一分压支路的第二端；

所述第二分压支路包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端作为所述第二分压支路的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端作为所述第二分压支路的第三端，所述第四电阻的第二端作为所述第二分压支路的第二端。

3.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述直流信号调理电路包括稳压器、限流保护单元、第一滤波电阻和第一滤波电容，所述稳压器的第一端与第一分压支路的第三端电连接，所述稳压器的第一端还与所述限流保护单元的输入端电连接，所述限流保护单元的输出端与第一滤波电阻的第一端电连接，第一滤波电阻的第二端与所述第一滤波电容的第一端电连接，所述第一滤波电容的第二端接地，所述第一滤波电阻的第二端与所述采样分析模块的第一输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述交流信号调理电路包括第一隔直电容、第二隔直电容、电压跟随器、模数转换单元、第二滤波电阻和第二滤波电容；

所述第一隔直电容的第一端与第二分压支路的第三端电连接，所述第一隔直电容的第二端与所述第二隔直电容的第一端电连接，所述第二隔直电容的第二端与所述第二滤波电阻的第一端电连接，所述第二滤波电阻的第二端与所述第二滤波电容的第一端电连接，所述第二滤波电阻的第二端还与所述电压跟随器的输入端电连接，所述电压跟随器的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接，所述模数转换单元的输出端与所述采样分析模块的第二输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述采样分析模块包括第一采样电路、第二采样电路、控制器和输出模块；所述第一采样电路的输入端与所述直流信号调理电路的输出端电连接，所述第一采样电路的输出端与所述控制器的第一端电连接，所述第二采样电路的输入端与所述交流信号调理电路的输出端电连接，所述第二采样电路的输出端与所述控制器的第二端电连接，所述控制器的输出端与所述输出模块的输入端电连接，所述输出模块的输出端与所述测量仪表电连接，所述控制器被配置为根据所述第一电压信号生成所述幅值信号、根据所述第二电压信号生成所述频率信号，并根据所述幅值信号、频率信号进行电压类型识别，所述输出模块被配置为将所述幅值信号转换为匹配信号。

6.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括第一指示模块和第二指示模块，所述第一指示模块与所述采样分析模块电连接，所述第二指示模块与所述采样分析模块电连接，所述采样分析模块被配置为确定电压类型识别结果为交流电压时，控制所述第二指示模块导通，以及确定所述电压类型识别结果为直流电压时，控制所述第一指示模块导通。

7.一种电子式电压互感器的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-6任一项所述的电子式电压互感器，所述电子式电压互感器包括第一分压支路、第二分压支路、直流信号调理电路、交流信号调理电路、采样分析模块，所述电子式电压互感器的控制方法包括：

所述第一分压支路将待输入电压降低后传输至所述直流信号调理电路，所述第二分压支路将待输入电压降低后传输至所述交流信号调理电路；

所述直流信号调理电路滤除所述待输入电压中的干扰信号后生成第一电压信号，所述交流信号调理电路滤除所述待输入电压中的直流信号和干扰信号后生成第二电压信号；

所述采样分析模块采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，根据所述幅值信号、所述频率信号进行电压类型识别，并将幅值信号转换为匹配信号输出，所述匹配信号为与测量仪表匹配的电压信号或电流信号，所述电压类型包括直流电压和交流电压。

8.根据权利要求7所述的电子式电压互感器的控制方法，其特征在于，所述采样分析模块根据所述幅值信号、所述频率信号进行电压类型识别，包括：

如果所述频率信号满足第一频率设定范围且所述幅值信号满足第一设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为交流信号；

如果所述频率信号满足第二频率设定范围且所述幅值信号满足第二设定条件，则确定输入电子式电压互感器中的输入信号的类型为直流信号，所述第一频率设定范围内的每一频率均大于所述第二频率设定范围内的每一频率。

9.根据权利要求7所述的电子式电压互感器的控制方法，其特征在于，所述采样分析模块采样所述第一电压信号后生成幅值信号、采样所述第二电压信号后生成频率信号，包括：

将所述第二电压信号采样后进行傅里叶变换，生成频域信号，根据所述频域信号获取所述频率信号；

将所述第一电压信号采样后按照设定方法计算后生成幅值信号。

10.根据权利要求9所述的电子式电压互感器的控制方法，其特征在于，所述将所述第一电压信号按照设定方法计算后生成幅值信号，包括：

去除采样所述第一电压信号后的信号中幅值最大值和幅值最小值；

计算剩余的采样后的信号的平均值。

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