CN1243245C - 一种基于电阻分压法的高电压检测方法 - Google Patents
一种基于电阻分压法的高电压检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1243245C CN1243245C CN 00114067 CN00114067A CN1243245C CN 1243245 C CN1243245 C CN 1243245C CN 00114067 CN00114067 CN 00114067 CN 00114067 A CN00114067 A CN 00114067A CN 1243245 C CN1243245 C CN 1243245C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- check point
- high voltage
- check
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
一种基于电阻分压法的高精度(14比特以上分辨率，兆赫兹级带宽)高电压检测方法，被测量高电压(10千伏~750千伏及以上)的大电阻值分压电阻上，并将在分压电阻的高、中、低电压三个检测点上取适当的采样电压，在该电位上直接进行数字化，用收发侧在电气上是隔离的通信方法，例如数字光纤系统，将三个检测点的数字信号送到地电位侧的输出处理装置上，输出处理装置进行考虑杂散电容等影响的校正处理后直接送出数字化的测量结果。带有高电压的检测点上测量、通信和控制电路由太阳能电池与可充电电池联合供电，地电位侧有受控光源给太阳能电池连续提供能量。这样既实现了高精度的高电压检测，又能将测量结果与高电压隔离开，得出安全的、高精度的电压测量结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要应用于高电压电气系统中精密地检测电压值的检测方法，属于高电压检测领域，具体指一种高电压检测方法。
背景技术
在高电压电气系统中，通常需要对高电压回路的电压值进行精确的测量，为了安全和方便应用，检测结果须与高电压回路隔离开。现有的检测装置大部分都是采用电磁式电压互感器，也有部分是采用电容分压或电阻分压法测量。
电磁式电压互感器主要是由一次线圈、二次线圈和铁心构成，一次线圈接入被测的交流高电压回路中，其产生的磁通经铁心传送到二次线圈，而由二次线圈中感应出成比例的交流电压，因此而将高电压隔离开。高电压等级的电压互感器中大部分还用油来绝缘。采用该测量方法，虽也能达到检测的目的，但存在着精度不高、难以检测低频分量、畸变大、有附加的瞬态过程、充油式电流互感器会有爆炸的危险等不足；而在电容分压法测量中，主要是由几个电容串接到高电压回路，各电容上的电压与被测电压成比例，在最低电压的一个电容上的电压经电磁式变压器变压后而得到隔离的测量值。这种方法仍然存在着精度不高，难以检测低频分量和有附加的瞬态过程的不足。而在电阻分压法测量中，主要是由几个电阻串接到高电压回路，各电阻上的电压与被测电压成比例，用最低电压的一个电阻上的电压值作为测量值。这种方法最主要的问题是在实际的电阻分压装置中有分布的杂散电容影响，精度不高，尤其是瞬态分量，受到的影响更大。
本发明内容
本发明的目的就在于提供一种高电压检测方法，其原理是基于电阻分压法，在分压电阻的高电压、低电压以及电压中值点处同时取样测量，对这3个检测点的测量结果进行综合处理、校正了杂散电容影响后，送出一个高精度的检测结果。
本发明是通过以下方式来实现的：被测量高电压加在两个分压电阻以及串联进来的三个取样电阻上，三个取样电阻分别串联在被测电压的高电位侧(接近被测量电压)、电位中值点(接近被测量电压的二分之一)处，以及在低电位侧(接近地电平)三点上，这样检测点可取得适当的取样分压值，这三个取样分压值同时在该电位上直接进行模数转换，得出3个检测点的数字化检测结果；并将这三个检测点的检测结果采用在电气上是隔离的通信方法(例如数字光纤系统)，传送到输出处理装置；位于地电位侧的输出装置将三个检测值进行考虑杂散电容影响的综合数字校正后，得出一个单一的、已补偿了的检测值作为测量结果；以及，带有高电压的各检测点的检测装置，采用太阳能电池和可充电电池联合进行供电，地电位侧有受控光源给太阳能电池提供能量，使各检测点的检测装置能实现长时间连续的可靠供电，这样实现了高精度的高电压检测。
本发明的主要特征在于：A：被测量高电压加在串联在一起的两个分压电阻和三个取样电阻上，在分压电阻的高、低电位以及电位中值点三处同时取样测量，并在这三个检测点的电位上，同时直接进行模数转换得到三个检测点的数字化检测值；B：在三个检测点上的数字信号发送部分与输出处理装置的数字信号接收部件，在电气上是隔离的，由此而实现了输出测量结果的设备与被测的高电压的电气隔离。三个检测点检测值传送到输出处理装置上，传送的是数字信号，而不是模拟信号；C：在各个检测点上的部分采用太阳能电池与可充电电池联合供电，地电位侧有受控光源给太阳能电池提供能量，这样实现了连续的可靠供电给各检测点的部分。为各检测点提供的能量的装置，与各检测点的部分在电气上也是隔离的。D：将三个取样点得出数字化检测值用预先测出的误差模型进行数字校正后，得出一个单一的、已补偿了杂散电容影响的检测值作为测量结果。在上述方法中，测量结果是数字化的。各检测点的检测结果，传递到输出处理装置的是数字信号，而不是模拟信号。
采用本发明可以实现高精度的高电压检测装置，特别是为高电压电力系统中的控制、测量、保护装置提供高精度和低成本的电压检测装置。该装置的主要优点为：
1、高精度；
2、低成本；
3、数字化的输出，易与数字化装置接口。
由于本发明的技术是基于电阻分压法，分别在分压电阻的高电压、电压中值点、低电压侧三点上进行取样，并直接进行模数转换，得出三个检测点的数字化检测结果后，通过光纤传送数字信号到地电位侧的输出装置，检测值与被测量的高电压无中间的模拟量变换过程。因而：
1、与电磁式电压互感器相比：精度更高，能测直流电压，低成本，无充油式电压互感器的爆炸的危险。
2、与电容分压互感器相比：精度更高，能测直流电压，低成本。
3、与普通电阻分压式高电压检测器相比：精度更高。
附图说明
图1是采用本发明的实施例的高电压检测装置总框图；
图2是实施例各检测点的采样、控制、发送部分电路框图；
图3是实施例各检测点的电源部分电路框图；
图4是实施例输出处理装置电路框图；
图5是实施例采样、控制、发送部分电路图；
图6是实施例电源部分电路图；
图7是实施例电源部分控制电路图；
图8是实施例输出处理装置电路图；
其中：1-高电压检测点的采样电阻，2-高电压检测点的采样、发送控制器，3-高电压检测点装置电源部分，4-高电压检测点的光伏电池，5-第一个分压电阻，6-电压中值检测点的采样电阻，7-电压中值检测点的采样、发送控制器，8-电压中值检测点的装置电源部分，9-电压中值检测点的光伏电池，10-第二个分压电阻，11-低电压检测点的采样电阻，12-低电压检测点的采样、发送控制器，13-输出处理装置，14-对电压中值检测点装置提供能源的光源，15-对高电压检测点装置提供能源的光源，16-滤波、保护电路，17-模数转换，18-控制器I，19-收发器，20-控制器II，21-光伏电池，22-充电回路，23-可充电电池，24-输出处理装置的控制、处理器，25-对高电压检测点的收发器，26-对电压中值检测点的收发器，27-对低电压检测点的收发器，28-输出处理装置电源部分。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
附图1~8是采用本发明实现的一个高精度的高电压互感器实施例，可应用于长期连续运行的场合，如在高电压电力系统中为控制、测量、保护装置提供电压检测值等。主要包含有：在分压电阻的高电位侧、中电位侧、低电位侧检测点的采样、控制、收发部分(见图2)；和地电位侧输出装置部分(见图4)，其中在被测高电压回路对地接有大电阻值的分压回路，其中串联有采样电阻(1，6，11)，模数转换回路17经过滤波、保护电路16与采样电阻相连，该模数转换回路17采用16位模数转换芯片(ADS933)，模数转换结果送控制器(I)18，由控制器(I)18进行整理和编码后送到收发器19，用光纤等收发器发送到地电位侧处理部分，上述控制器(I)18采用A54SX16芯片，收发器19采用SN75FC1000和V23826芯片，在控制器(I)18上还联接有时钟电路，采样、控制、收发部分的电源部分由光伏电池21、可充电电池22以及相关的充电回路23组成，并由控制器(II)20进行控制，该控制器(II)20采用AT90S8535芯片，输出处理装置由控制器24和收发器(25，26，27)组成，其中控制器24采用XC4025E芯片，收发器(25，26，27)采用SN75FC1000和V23826芯片，在上述电路中，将取样电阻上的取样电压直接数字化后，用光纤发送到地电位侧输出装置进行处理后，得出单一、已校正的电压测量结果。
高、低电位以及电位中值处检测点的采样、控制、收发部分，如图2的电路框图和图5的电路图，被测电压接到由采样电阻(Rsh，Rsl，Rsm)和分压电阻(Rmh，Rml)组成的主分压回路上，采样电阻和分压电阻的阻值视被测电压大小而定。采样电阻上的电压经由Rm01和Cm01滤波及Dm01/Dm02保护电路组成的滤波及保护电路16后进入模数转换回路17，模数转换回路17采用16位模数转换芯片，模数转换回路直接与由A54SX16芯片构成的控制器(I)18联结，模数转换结果由控制器(I)进行整理和编码后送到SN75FC1000和V23826芯片组成的收发器19，然后通过光纤发送到输出处理装置。控制器(I)还负责将控制器(II)收集到的信息转送输出处理装置。
各检测点的电源部分，如图3的电路框图和图6、图7的电路图，该部分由光伏电池21、可充电电池22、相关的充电回路23及控制器(II)20组成，其中光电池21通过充电回路23与可充电电池22相连，以便对可充电电池22充电，该充电回路直接与控制器(II)20相联，上述控制器(II)20采用AT90S8535芯片，地电位侧输出装置有由控制器24控制的供电光源(14，15)。在工作时，上述光电池21在有阳光时，由阳光照射产生电压，在没有阳光时，可由地电位侧的供电光源14或15照射产生电压。当光伏电池21上有足够的光强度时，光伏电池21开始供电，一方面作为主电源供电，一方面同时给可充电电池22充电。当光伏电池21上的光强度下降到一定程度时，由可充电电池22作为主电源供电。
主电源经变换和稳压滤波后，得出+5V/-5V/+3.3V的电压，再给其它部分电路供电。
控制器(II)20监测光电池21和可充电电池22的电压，控制对可充电电池22的充电过程，并监测充电电流。如可充电电池低电量又无足够的光强度时，控制器(II)20通知地电位侧将供电光源14、15打开，照射光伏电池21产生电压，以免停电。
在控制器(II)20的电路上还设有Dt感温头，以测量本装置的温度。
中、低电位检测点的采样、控制、收发部分，参见高电位检测点的采样、控制、收发部分。
输出处理装置，如图4的电路框图和图8的电路图，该部分主要是控制器24和收发器(25，26，27)组成，控制器24直接与系统的继电保护回路及测量、控制回路相连，并根据收发器接收的数据进行处理，在控制器24上还连接有时钟电路和供电光源(14，15)，上述控制器24采用XC4025E芯片，地电位侧收发器(25，26，27)通过光纤与各检测点的收发器19相联。在工作时，控制器24将各检测点发送回来的数据进行处理后，送出给继电保护回路和测量控制回路，以供进一步的分析处理。并按检测点的通知，将供电光源14、15打开或关闭，以给检测点的光伏电池提供必要的能量。
Claims (1)
1、一种基于电阻分压法的高电压检测方法，由以下各部分组成：
被测量高电压加在串联在一起的两个分压电阻和三个取样电阻上；在分压电阻的高电压、低电压以及电压中值三个检测点的测量、控制、和数字信号发送部分(1)和带有数字信号接收部分的输出处理装置(2)，给各个检测点上的部分提供电源的电源部分，其特征在于：A：被测量高电压加在串联在一起的两个分压电阻和三个取样电阻上，在分压电阻的高、低电位以及电位中值点三处同时取样测量，并在这三个检测点的电位上，同时直接进行模数转换得到三个检测点的数字化检测值；B：在三个检测点上的数字信号发送部分与输出处理装置的数字信号接收部件，在电气上是隔离的，由此而实现了输出测量结果的设备与被测的高电压的电气隔离，三个检测点检测值传送到输出处理装置上，传送的是数字信号，而不是模拟信号；C：在各个检测点上的部分采用太阳能电池与可充电电池联合供电，地电位侧有受控光源给太阳能电池提供能量，这样实现了连续的可靠供电给各检测点的部分，为各检测点提供的能量的装置，与各检测点的部分在电气上也是隔离的，D：输出处理装置将三个检测点的采样值进行考虑杂散电容影响的数值处理后，再送出测量结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 00114067 CN1243245C (zh) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 一种基于电阻分压法的高电压检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 00114067 CN1243245C (zh) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 一种基于电阻分压法的高电压检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1307240A CN1307240A (zh) | 2001-08-08 |
| CN1243245C true CN1243245C (zh) | 2006-02-22 |
Family
ID=4583792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 00114067 Expired - Fee Related CN1243245C (zh) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 一种基于电阻分压法的高电压检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1243245C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7999549B2 (en) * | 2006-08-02 | 2011-08-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Transmission path for use in RF fields providing reduced RF heating |
| FR2958755B1 (fr) * | 2010-04-13 | 2012-09-21 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif de mesure a diviseur de tension electrique. |
| CN102707123A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 上海华岭集成电路技术股份有限公司 | 提高芯片电压测试精度方法 |
| CN102778597B (zh) * | 2012-08-04 | 2014-06-25 | 无锡隆玛科技股份有限公司 | 用于光伏电站电压测量中的电压频率转换高压隔离电路 |
| CN103698590A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-02 | 国家电网公司 | 10kV配电网电压实时监测仪装置 |
| EP3271733B1 (en) | 2015-03-20 | 2019-07-10 | ABB Schweiz AG | High-voltage measuring unit with self-correction |
-
2000
- 2000-01-31 CN CN 00114067 patent/CN1243245C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1307240A (zh) | 2001-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101825657A (zh) | 中高压单芯交联电缆感应电压与环流在线检测方法及装置 | |
| CN112345889B (zh) | 暂态电压和暂态电流融合的过电压故障诊断方法及系统 | |
| CN102680798A (zh) | 杆塔接地电阻在线测量方法与装置 | |
| CN107390081A (zh) | 一种用于对变压器绕组变形带电进行监测的装置及方法 | |
| CN104375112B (zh) | 一种基于sf6平行板电容的电压互感器在线校验系统 | |
| CN101408597A (zh) | 电流互感器带电校验的方法 | |
| CN101893670A (zh) | 一种用于高压直流输电换流阀的光电测量系统 | |
| CN102435903A (zh) | 电压互感器的匝间短路在线监测装置 | |
| CN207181589U (zh) | 一种用于对变压器绕组变形带电进行监测的装置 | |
| CN101408565A (zh) | 基于电压互感器采样的35kv配电站内、外过电压监测方法 | |
| CN104407209B (zh) | 一种配电变压器能效计量检测方法 | |
| CN1243245C (zh) | 一种基于电阻分压法的高电压检测方法 | |
| CN104777388A (zh) | 零序电流采样法在供电分支线路用户识别中的方法 | |
| CN202018479U (zh) | 便携式回路电阻的高精度测试装置 | |
| CN104777445B (zh) | 一种电子式电压互感器在线校验系统 | |
| CN110824227A (zh) | 一种新型10kV架空线路零序电流测量系统、方法以及性能测试平台 | |
| CN110361577A (zh) | 一种输电线路单相断线接地故障风险评估实验平台及方法 | |
| CN109406907A (zh) | 高阻抗变压器模拟带负荷通流试验装置及试验方法 | |
| Werneck et al. | Fiber-optic-based current and voltage measuring system for high-voltage distribution lines | |
| CN201886058U (zh) | 一种用于高压直流输电换流阀的光电测量装置 | |
| CN102288828A (zh) | 数字高压多功能绝缘子检测设备 | |
| CN201413389Y (zh) | 电流互感器带电校验仪 | |
| CN1188706C (zh) | 高精度高隔离电压的电流检测方法 | |
| CN114362097A (zh) | 高压漏电保护电路及漏电分析芯片 | |
| CN211061633U (zh) | 一种基于交直流漏电流传感器的直流绝缘监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060222 Termination date: 20100131 |