CN216051907U - 一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器 - Google Patents
一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器，其中，调理电路与光学电压互感器中的传感单元连接；调理电路中的电阻R2一端与传感单元连接，另一端分别与电阻Req3、电容Cm2的一端连接，电容Cm2的另一端接地；电阻Req3的另一端分别与运放器负极、电阻Reqf相连；电阻Reqf的另一端与运放器的输出端连接；调理电路中的电阻R0和电容C1均与传感单元的另一端连接，电阻R0的另一端接地，电容C1的另一端分别与电阻Rm1、电容Cm1、电阻R1相连，电阻Rm1、电容Cm1的另一端均接地，电阻R1的另一端与运放器正极相连；运放器的输出端连接高通隔直电路的输入端。通过上述电路，消除了电光晶体产生的干扰双折射，有效的提高了互感器的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于光学电压互感器技术领域，具体涉及一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器。
背景技术
电子式电压互感器就作为一个新型设备，在研究和使用过程中表现出优于电磁互感器的性能。由于高压侧与低压侧之间的信号传输采用玻璃光纤，因此绝缘结构简单，造价优势明显，且抗干扰能力强，绝缘性能大幅提升；尽管光学电压互感器以其测量频带宽、不易饱和，结构紧凑、绝缘性能优越、易于数字信号传输等优点在智能变电站中得到了广泛的应用，但在光学电压互感器的电光晶体中还存在干扰双折射(直流干扰)，其对光学电压互感器的性能产生影响，使得经光电转换后的信号微弱，需要增益放大器放大到一个相对合适的范围。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有光学电压互感器的电光晶体中还存在干扰双折射的问题，提供一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器。本申请提供的调理电路通过大倍数交流放大和小倍数直流放大，使得交流信号与直流信号的差异提升，再利用高通隔直电路滤除直流信号，消除了电光晶体产生的干扰双折射，有效的提高了互感器的测量精度。
一方面，本实用新型提供的一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路，所述调理电路与光学电压互感器中的传感单元连接；
其中，所述调理电路中的电阻R2一端与传感单元连接，另一端分别与电阻Req3、电容Cm2的一端连接，所述电容Cm2的另一端接地；所述电阻Req3的另一端分别与运放器负极、电阻Reqf相连；所述电阻Reqf的另一端与所述运放器的输出端连接；
所述调理电路中的电阻R0和电容C1均与传感单元的另一端连接，所述电阻R0的另一端接地，所述电容C1的另一端分别与电阻Rm1、电容Cm1、电阻R1相连，所述电阻Rm1、电容Cm1的另一端均接地，所述电阻R1的另一端与运放器正极相连；
所述运放器的输出端连接高通隔直电路的输入端。
可选地，所述电阻Req3的阻值满足：
可选地，所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf由若干个串联了开关的电阻并联组成。
可选地，所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf为可调电阻。
二方面，本实用新型提供的一种基于上述调理电路的光学电压互感器，设有传感单元和所述调理电路，所述调理电路与所述传感单元连接。
可选地，所述光学电压互感器还包括：A/D转换器和数据处理单元，所述A/D转换器与所述调理电路连接，所述数据处理单元与所述A/D转换器、调理电路连接；
其中，所述A/D转换器用于对所述调理电路的输出信号进行转换，用以将模拟信号转换为数字信号；
所述数据处理单元用于调节所述调理电路中所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf的阻值。
可选地，所述光学电压互感器还包括与所述调理电路的输出端连接的可调带宽滤波器。
可选地，所述光学电压互感器还包括与所述调理电路的输出端或所述可调带宽滤波器输出端连接的可调增益放大器。
可选地，所述可调带宽滤波器为MAX7490的可调带宽滤波器，所述可调增益放大器为VCA822ID的可调增益放大器。
有益效果
本实用新型提供的一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路，其针对光学电压互感器的电光晶体中还存在干扰双折射，即交流信号中同时存在直流信号的干扰的情况，设置了调理电路，调理电路通过合理布置电阻、电容等配件，将交流信号和直流信号进行放大，实现大倍数交流放大和小倍数直流放大的效果，从而使得交流和直流之间的显著差异，再利用高通隔直通路滤除直流信号，消除了电光晶体产生的干扰双折射，有效的提高了互感器的测量精度。
附图说明
图1是本实用新型提供的调理电路的电路图；
图2是本实用新型提供的电阻Req3和/或电阻Reqf的等效示意图；
图3是本实用新型提供的光学电压互感器的模块示意图。
具体实施方式
干扰双折射在电光晶体内部随机分布并且随温度的变化而变化，与电光晶体外加的50Hz的交流信号相比，将随温度变化的双折射干扰项视为直流量，因此，本实用新型的目的在于，将电光晶体外加的50Hz的交流信号作为交流调制信，并被高倍放大，而双折射干扰项视为直流信号，为了避免电路输出达到饱和，放大倍数将被设置得很小，而在后级直流信号将被高通隔直电路滤除。下面将结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供的调理电路(干扰补偿模块)是用于消除电光晶体产生的干扰双折射，其通过对交流信号和直流信号的放大，实现大倍数交流放大和小倍数直流放大的效果，从而使得交流和直流之间的差异显著。具体的电路连接关系为：
所述调理电路中的电阻R2一端与传感单元连接，另一端分别与电阻Req3、电容Cm2的一端连接，所述电容Cm2的另一端接地；所述电阻Req3的另一端分别与运放器负极、电阻Reqf相连；所述电阻Reqf的另一端与所述运放器的输出端连接；所述调理电路中的电阻R0和电容C1均与传感单元的另一端连接，所述电阻R0的另一端接地，所述电容C1的另一端分别与电阻Rm1、电容Cm1、电阻R1相连，所述电阻Rm1、电容Cm1的另一端均接地，所述电阻R1的另一端与运放器正极相连；所述运放器的输出端连接高通隔直电路的输入端。
基于上述电路连接关系，电阻R1、电阻Rm1和电容Cm1组成第一级滤波网络；Reqf并联在运放的负极与输出两端；利用交流信号与直流信号在不同频率下对应的等效连接通路不同建立不同放大倍数信号放大电路。从而，从传感单元传输过来的交、直流信号经过上述电路，OUT1点出的电压表示为：
交流放大Vac＝IinR2(1+Reqf/Req3)
从上述公式可知，当电阻Req3的阻值有差异时，放大效果存在区别，本实施例中所述电阻Req3的阻值满足：
本实用新型为了提高直流信号和交流信号的差异性，选用阻值较小的Req3，从而实现大倍数交流放大和小倍数直流放大的效果。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，考虑到在实际应用中，便捷地调节电阻Req3与电阻Reqf的阻值，选择如图2所示等效电路构建电阻Req3与电阻Reqf。即通过若干个串联了开关的电阻并联组成电阻Req3和/或电阻Reqf。从而，通过数据处理单元控制开关来改变电阻Req3与电阻Reqf的阻值。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上，考虑到在实际应用中，便捷地调节电阻Req3与电阻Reqf的阻值，将电阻Req3和/或电阻Reqf设置为阻值可调整的可调电阻。需要说明的是，电阻Reqf设置固定电阻，电阻Req3为可调电阻也是能满足需求的。
实施例4：
本实施例提供了一种基于上述调理电路的光学电压互感器，设有传感单元和所述调理电路，所述调理电路与所述传感单元连接。其中，调理电路的结构请参照实施例1的陈述。
在一些可行的方式中，光学电压互感器中还设有A/D转换器和数据处理单元，所述A/D转换器与所述调理电路(干扰抑制模块)连接，所述数据处理单元与所述A/D转换器、调理电路连接；
其中，所述A/D转换器用于对所述调理电路的输出信号进行转换；
所述数据处理单元用于调节所述调理电路中所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf的阻值。譬如实施例2中，数据处理单元通过控制开关来调节所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf的阻值，即根据实际工况的要求或者设定的放大倍数，再去控制开关。
在一些可行的方式中，光学电压互感器还包括与所述调理电路的输出端连接的可调带宽滤波器，其针对不同频率范围信号，采用带宽及中心频率自适应滤波器，抑制无关频率的干扰，有效的提高了信号的灵敏度。譬如，可以选用型号为MAX7490的可调带宽滤波器。
在一些可行的方式中，光学电压互感器还包括与所述调理电路的输出端或所述可调带宽滤波器输出端连接的可调增益放大器，其通过控制可变增益放大器的放大倍数来获得比较合适的测量数据。譬如，可以选用型号为VCA822ID的可调增益放大器。
如图3所示，为优选的光学电压互感器，其包含了传感单元、调理电路、可调带宽滤波器、可调增益放大器、A/D转换器、数据处理单元。
需要强调的是，本实用新型所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本实用新型宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路，其特征在于：所述调理电路与光学电压互感器中的传感单元连接；
其中，所述调理电路中的电阻R2一端与传感单元连接，另一端分别与电阻Req3、电容Cm2的一端连接，所述电容Cm2的另一端接地；所述电阻Req3的另一端分别与运放器负极、电阻Reqf相连；所述电阻Reqf的另一端与所述运放器的输出端连接；
所述调理电路中的电阻R0和电容C1均与传感单元的另一端连接，所述电阻R0的另一端接地，所述电容C1的另一端分别与电阻Rm1、电容Cm1、电阻R1相连，所述电阻Rm1、电容Cm1的另一端均接地，所述电阻R1的另一端与运放器正极相连；
所述运放器的输出端连接高通隔直电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的调理电路，其特征在于：所述电阻Req3的阻值满足：
3.根据权利要求1所述的调理电路，其特征在于：所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf由若干个串联了开关的电阻并联组成。
4.根据权利要求1所述的调理电路，其特征在于：所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf为可调电阻。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述调理电路的光学电压互感器，其特征在于：设有传感单元和所述调理电路，所述调理电路与所述传感单元连接。
6.根据权利要求5所述的光学电压互感器，其特征在于：还包括：A/D转换器和数据处理单元，所述A/D转换器与所述调理电路连接，所述数据处理单元与所述A/D转换器、调理电路连接；
其中，所述A/D转换器用于对所述调理电路的输出信号进行转换，将模拟信号转换为数字信号；
所述数据处理单元用于调节所述调理电路中所述电阻Req3和/或所述电阻Reqf的阻值。
7.根据权利要求5所述的光学电压互感器，其特征在于：还包括与所述调理电路的输出端连接的可调带宽滤波器。
8.根据权利要求7所述的光学电压互感器，其特征在于：还包括与所述调理电路的输出端或所述可调带宽滤波器输出端连接的可调增益放大器。
9.根据权利要求8所述的光学电压互感器，其特征在于：所述可调带宽滤波器为MAX7490的可调带宽滤波器，所述可调增益放大器为VCA822ID的可调增益放大器。
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| CN202121743123.6U CN216051907U (zh) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 一种消除光学电压互感器干扰双折射的调理电路及其光学电压互感器 |
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2021
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