CN218240188U - 电子式电压互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子式电压互感器，包括：分压器和信号处理模块，分压器的输入端接入待输入电压，分压器的输出端与信号处理模块的输入端电连接，分压器包括第一分压支路和第二分压支路，分压器的输出端包括第一输出端和第二输出端，第一分压支路的第三端作为第一输出端，第二分压支路的第三端作为第二输出端，第一分压支路和第二分压支路的阻值不同，以使施加在第一分压支路和第二分压支路的电压相同时，第一输出端和第二输出端输出的电压值不同。电子式电压互感器可自动识别待输入电压的类型，且两路分压支路，使交流电压和直流电压分压后位于同一数量级，使得信号处理模块进行后续信号转换时、电路更为简单，简化信号处理模块的电路结构。

Description

电子式电压互感器

技术领域

本实用新型涉及互感器技术领域，尤其涉及一种电子式电压互感器。

背景技术

电压互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的基本测量设备之一,其一次侧跨接于高压电网母线与地间，二次侧接在功率表、电度表以及机电保护设备上，为机电保护设备和电能计量提供母线电压信号，其测量准确度及可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行密切相关。

传统的电压互感器以电磁感应理论为基础，其结构犹如小容量的变压器，一次侧线圈跨接于高压电网母线与地间，二次侧线圈输出电压为机电保护设备和电能计量设备提供信号。但是随着电压等级的升高，互感器体积越来越大，不易于安装，成本也随之增加。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电子式电压互感器，可以自动识别待输入电压的类型并进行输出，且结构简单、易于安装。

本实用新型提供了一种电子式电压互感器，包括：分压器和信号处理模块，所述分压器的输入端接入待输入电压，所述分压器的输出端与所述信号处理模块的输入端电连接，所述信号处理模块的输出端与测量仪表电连接；

所述分压器包括第一分压支路和第二分压支路，所述分压器的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述信号处理模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，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二端接地，所述第一分压支路的第一端作为所述分压器的输入端，所述第一分压支路的第三端作为所述第一输出端，所述第二分压支路的第三端作为所述第二输出端，所述第一输出端输出的电压为第一电压信号，所述第二输出端输出的电压为第二电压信号，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；所述分压器用于将所述待输入电压降低后传输至所述信号处理模块；

所述信号处理模块用于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号进行电压类型识别，并根据电压类型识别结果，将对应的第一电压信号或所述第二电压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，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值之比为第一比值，所述第三电阻与所述第四电阻的阻值之比为第二比值，所述第二比值与所述第一比值之比的范围为5-25。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括外壳，所述分压器位于所述外壳内。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括第一过压保护装置和第二过压保护装置，所述第一过压保护装置的一端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一过压保护装置的另一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第二过压保护装置的一端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第二过压保护装置的第二端与所述第四电阻的第二端电连接，所述第一过压保护装置和所述第二过压保护装置位于所述外壳内。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括屏蔽电极，所述屏蔽电极至少部分包围所述第一分压支路和所述第二分压支路，且所述屏蔽电极位于所述外壳和所述分压器之间。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括底座，所述分压器设置于底座的一侧，所述信号处理模块设置于所述底座内，所述外壳与所述底座连接。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述分压器的输出端电连接，所述第一连接件的另一端与所述信号处理模块的输入端电连接，所述第二连接件的一端与所述信号处理模块的输出端电连接，所述第二连接件的另一端与所述测量仪表电连接，所述第一连接件和所述第二连接件位于所述底座的不同表面，且所述第一连接件与所述分压器位于所述底座的同一侧。

可选的，所述外壳和所述分压器之间包括填充材料以固定所述分压器。

可选的，所述电子式电压互感器，还包括螺栓，所述螺栓的一端接入所述待输入电压，所述螺栓的另一端与所述分压器的输入端电连接，所述螺栓部分嵌入所述外壳内。

本实用新型实施例提供了一种电子式电压互感器，包括：分压器和信号处理模块，分压器的输入端接入待输入电压，分压器的输出端与信号处理模块的输入端电连接，信号处理模块的输出端与测量仪表电连接；分压器包括第一分压支路和第二分压支路，分压器的输出端包括第一输出端和第二输出端，信号处理模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，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，第一分压支路的第二端接地，第一分压支路的第一端作为分压器的输入端，第一分压支路的第三端作为第一输出端，第二分压支路的第三端作为第二输出端，第一输出端输出的电压为第一电压信号，第二输出端输出的电压为第二电压信号，第一分压支路和第二分压支路的阻值不同。电子式电压互感器通过并联连接的第一分压支路和第二分压支路将待输入电压降低为与待输入电压同相位的小电压后，将小电压输入信号处理模块，信号处理模块根据识别结果选择第一分压支路的第三端的电压或第二分压支路的第三端的电电压中的一者转换为匹配信号后输出至测量仪表中。本实用新型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，即既能将待直流信号输出至测量仪表中，也能将交流信号输出至测量仪表中，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，以使得信号处理模块进行后续信号转换时、电路更为简单，简化信号处理模块的电路结构。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型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实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种电子式电压互感器的电路图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电子式电压互感器的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电子式电压互感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型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，以便这里描述的本实用新型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为本实用新型实施例提供的一种电子式电压互感器的电路图，参考图1，电子式电压互感器，包括：分压器10和信号处理模块11，分压器10 的输入端IN1接入待输入电压，分压器10的输出端与信号处理模块11的输入端电连接，信号处理模块11的输出端OUT1与测量仪表01电连接；

分压器10包括第一分压支路101和第二分压支路102，分压器10的输出端包括第一输出端A1和第二输出端A2，信号处理模块11的输入端包括第一输入端B1和第二输入端B2，第一分压支路101的第一端C1与第二分压支路102的第一端D1电连接，第一分压支路101的第二端C2与第二分压支路 102的第二端电D2连接，第一分压支路101的第二端C2接地GND，第一分压支路101的第一端作为分压器10的输入端IN1，第一分压支路101的第三端 C3作为第一输出端A1，第二分压支路102的第三端D3作为第二输出端A2，第一输出端A1输出的电压为第一电压信号，第二输出端A2输出的电压为第二电压信号,第一分压支路101和第二分压支路102的阻值不同以使施加在第一分压支路101和第二分压支路102的电压相同时，第一输出端A1和第二输出端A2输出的电压值不同；分压器10用于将待输入电压降低后传输至信号处理模块11；

信号处理模块11用于根据第一电压信号和第第二电压信号进行电压类型识别，并根据电压类型识别结果将对应的第一电压信号或第二电压信号转换为匹配信号输出，匹配信号为与测量仪表01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。

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01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输出至测量仪表01中。分压器10的输入端INT1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01可以为功率表、电度表以及机电保护设备。

信号处理模块11可以包括电容，电容可以隔绝直流信号。当第一电压信号和第二电压信号采集完成且传输至电容后，信号处理模块11采集流过电容的电流值的大小，如果电流值为零，则确定分压器10输入端INT1输入的为直流电压，如果电流值不为零且位于一定范围内，则确定分压器输入端INT1 输入的为交流电压。

第一分压支路101和第二分压支路102均既能传输交流电压，也能传输直流电压，并将分压器10的输入端INT1输入的交流电压或直流电压降低为几伏的小电压后经第一输出端A1和第二输出端A2输出。待输入电压输入的直流电压值和交流电压值相差较大，第一分压支路101和第二分压支路102 的阻值不同，且保证在分压器10输入端INT1输入电压时，经第一输出端A1 和第二输出端A2输出的电压不同，以使得输入交流电压时，第一输出端A1和第二输出端A2输出的电压中存在一个与输入直流电压时，第一输出端A1 和第二输出端A2输出的电压中的一个的幅值处于一个数量级。示例性的，输入直流1500V电压时，第一输出端A1输出的电压为1.5V，第二输出端A2输出的电压为0.15V。输入交流25000V电压时，第一输出端A1输出的电压为 25V，第二输出端A2输出的电压为2.5V。信号处理模块11确定输入端INT1 输入的电压为直流电压时，选择第一输出端A1和第二输出端A2二者中输出的电压值大的一路输出端对应的电压值(上述示例中的1.5V)变换为匹配信号后输出至测量仪表01；当确定输入端INT1输入的电压为交流电压时，选择第一输出端A1和第二输出端A2二者中输出的电压值小的一路输出端对应的电压值(上述示例中的2.5V)变换为匹配信号后输出至测量仪表01。

测量仪表01可以为识别电压信号的仪表，则信号处理模块11将第一电压信号或第二电压信号经特定的电路后放大或缩小为测量仪表可接受的电压范围内的电压信号即可。测量仪表01也可以为识别电流信号的仪表，则信号处理模块11需将第一电压信号或第二电压信号经一定电路处理后转换为测量仪表01可接收的电流信号输出。当待输入电压为交流电压、直流电压时，对应的第一电压信号和第二电压信号位于一个数量级，可以简化信号处理模块11的电路结构，使得转换为匹配信号时更易实现。

本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，即既能将待直流信号输出至测量仪表中，也能将交流信号输出至测量仪表中，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，可实现交流电压和直流电压分压后位于同一数量级，以使得信号处理模块进行后续信号转换时、电路更为简单，简化信号处理模块的电路结构。

图2为本实用新型实施例提供的另一种电子式电压互感器的电路图，参考图2，可选的，第一分压支路101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101的第一端C1，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101 的第三端C3，第二电阻R2的第二端作为第一分压支路101的第二端C2；

第二分压支路102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102的第一端D1，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102的第三端D3，第四电阻R4的第二端作为第二分压支路102的第二端D2。

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。

继续参考图2，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。

对于分压器10输入端输入的待输入电压，如果为交流电压，一般为 25000V,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101和第二分压支路102后，经第一输出端A1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，25000V的交流电压输入第一分压支路101和第二分压支路102后，经第二输出端A2输出的电压为了与直流时第一输出端A1输出的电压在一个数量级，此时第二输出端 A2输出的电压应为1-5V左右，如果为1V时，第二比值为24999，如果第二输出端A2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。

图3为本实用新型实施例提供的一种电子式电压互感器的结构示意图，图3为图2所示电路图对应的结构图，参考图3，可选的，电子式电压互感器还包括外壳12，分压器10位于外壳12内。

外壳12的材料可以为环氧树脂，外壳12具备绝缘作用，避免分压器10 中电流或电压泄漏，造成用户触摸分压器10时发生触电。同时，外壳12也对分压器10起封装、保护的作用，隔绝大气中的水氧，延长器件的使用寿命。

继续参考图3，可选的，外壳12和分压器10之间包括填充材料13以固定分压器。

填充材料13选用户外阻燃的环氧树脂浇注于外壳内，选用温度范围宽泛的增韧型户外环氧树脂，且如有必要的话浇注填充材料13时可添加补强材料，以提高电子式电压互感器的机械强度，以适应长期震动环境。

继续参考图2和图3，可选的，电子式电压互感器，还包括第一过压保护装置14和第二过压保护装置20，第一过压保护装置14的一端与第二电阻 R2的第一端电连接，第一过压保护装置14的另一端与第二电阻R2的第二端电连接，第二过压保护装置20的一端与第四电阻R4的第一端电连接，第二过压保护装置20的第二端与第四电阻R4的第二端电连接，第一过压保护装置14和第二过压保护装置20位于外壳12内。

第一过压保护装置14和第二过压保护装置可防止测量仪表端开路时，将测量仪表端的电压提高。图3中仅示例性示出了第一过压保护装置14。

继续参考图3，可选的，电子式电压互感器还包括屏蔽电极15，屏蔽电极15至少部分包围第一分压支路101和第二分压支路102，且屏蔽电极15 位于外壳12和分压器10之间。

本实施例中，示例性示出，屏蔽电极15包围第一分压支路101和第二分压支路102，屏蔽电极15可改善电子式电压互感器的电场分布情况，使电场分布较为均匀，还可在一定程度上消除杂散电容的影响。

继续参考图2和3，可选的，电子式电压互感器还包括底座16，分压器 10设置于底座16的一侧，信号处理模块11设置于底座16内，外壳12与底座16连接。

底座16的材料可以为铝合金。底座16对分压器10起支撑作用，底座 16内也浇注有填充材料13，外壳12的底部(靠近底座16的一侧)设置有多个安装孔，示例性的可以为6个，用于和底座16相连。外壳12的底部还设置有密封槽，用于与底座16进行密封处理。

继续参考图3，可选的，电子式电压互感器，还包括第一连接件17和第二连接件18，第一连接件17的一端与分压器10的输出端电连接，第一连接件17的另一端与信号处理模块的输入端电连接，第二连接件18的一端与信号处理模块的输出端电连接，第二连接件18的另一端与测量仪表电连接，第一连接件17和第二连接件18位于底座16的不同表面，且第一连接件17与分压器10位于底座16的同一侧。

示例性的，第一连接件17和第二连接件18均可以为航空插座，为了方便绘图，图3中并未示出第一连接件17和分压器10的输出端连接的线，仅示意性示出了第一连接件17的位置。信号处理模块位于底座16内，图3中未示出信号处理模块。

继续参考图3，可选的，电子式电压互感器还包括螺栓19，螺栓19的一端接入待输入电压，螺栓19的另一端与分压器10的输入端电连接，螺栓19 部分嵌入外壳12内。

螺栓19用于将提供待输入电压的高压母线与分压器10的输入端电连接，螺栓19的材料可以为黄铜。

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，本实用新型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，只要能够实现本实用新型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，并不构成对本实用新型保护范围的限制。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。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子式电压互感器，其特征在于，包括：分压器和信号处理模块，所述分压器的输入端接入待输入电压，所述分压器的输出端与所述信号处理模块的输入端电连接，所述信号处理模块的输出端与测量仪表电连接；

所述分压器包括第一分压支路和第二分压支路，所述分压器的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述信号处理模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，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二端接地，所述第一分压支路的第一端作为所述分压器的输入端，所述第一分压支路的第三端作为所述第一输出端，所述第二分压支路的第三端作为所述第二输出端，所述第一输出端输出的电压为第一电压信号，所述第二输出端输出的电压为第二电压信号，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；所述分压器用于将所述待输入电压降低后传输至所述信号处理模块；

所述信号处理模块用于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号进行电压类型识别，并根据电压类型识别结果，将对应的第一电压信号或所述第二电压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；

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。

2.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值之比为第一比值，所述第三电阻与所述第四电阻的阻值之比为第二比值，所述第二比值与所述第一比值之比的范围为5-25。

3.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括外壳，所述分压器位于所述外壳内。

4.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括第一过压保护装置和第二过压保护装置，所述第一过压保护装置的一端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第一过压保护装置的另一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第二过压保护装置的一端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第二过压保护装置的第二端与所述第四电阻的第二端电连接，所述第一过压保护装置和所述第二过压保护装置位于所述外壳内。

5.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括屏蔽电极，所述屏蔽电极至少部分包围所述第一分压支路和所述第二分压支路，且所述屏蔽电极位于所述外壳和所述分压器之间。

6.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括底座，所述分压器设置于底座的一侧，所述信号处理模块设置于所述底座内，所述外壳与所述底座连接。

7.根据权利要求6所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述分压器的输出端电连接，所述第一连接件的另一端与所述信号处理模块的输入端电连接，所述第二连接件的一端与所述信号处理模块的输出端电连接，所述第二连接件的另一端与所述测量仪表电连接，所述第一连接件和所述第二连接件位于所述底座的不同表面，且所述第一连接件与所述分压器位于所述底座的同一侧。

8.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述外壳和所述分压器之间包括填充材料以固定所述分压器。

9.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，还包括螺栓，所述螺栓的一端接入所述待输入电压，所述螺栓的另一端与所述分压器的输入端电连接，所述螺栓部分嵌入所述外壳内。

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