[发明专利]一种电压采集电子传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及模拟信号采集领域，尤其涉及一种电压采集电子传感器装置。

背景技术

互感器是电力系统中重要的测量设备，它为电力系统提供用于计量、控制和继电保护所必须的信息。多年的实践表明，传统的电磁式互感器绝缘结构复杂，存在磁饱和及铁磁谐振现象、动态范围小、体积和重量大等固有的缺陷。而且随着数字化变电站的迅猛发展，互感器的二次输出不再需要提供较大的功率。传统的电压互感器二次输出的100V或电压信号，不能直接和微机相连，难以适应电力系统自动化、数字化和智能化的发展趋势。

针对上述问题，一种新型的电压测量装置——电子式电压互感器EVT成为了国内外研究重点；同时，国际电工委员会也制定了电子式电压互感器标准IEC60044?7。IEC标准指出，电子式电压互感器是由分压器（电阻式或电容式）或光学装置以及用来传输、放大信号的电子器件组成，因此电子式电压互感器根据传感原理的不同主要有光电电压互感器EOVT，电容分压式电子式电压互感器ECVT和电阻分压式电压互感器。光电电压互感器是利用光学晶体的物理效应进行电压测量，具有不存在磁饱和抗干扰能力强等优点，但其光路复杂以及对环境温度和外界应力敏感；电容分压式电子式互感器一般采用柱状电容环进行分压，具有绝缘性能强、暂态性能好等优点，但分压器的电容环会受环境温度的影响而变化，会降低测量准确度。电阻分压式电子式电压互感器采用精密电阻分压器作为传感元件，传感部分技术成熟，结构简单，具有测量准确度高、体积小、重量轻等优点，但受电阻功率和绝缘的限制主要被应用于10kV和35kV等级的中低压配电领域。

根据IEC60044-7的推荐,电子式电压互感器的二次额定输出值分为:国内工程中一般电子式电压器采用的额定输出都为这个输出信号比常规电压互感器的输出信号小得多，因此常规电压互感器输出信号采集电路不适用于电子式电压互感器信号采集场合。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高输出精度、高可靠性数字采样、高耐压隔离的电压采集电子传感器装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种电压采集电子传感器装置，其特征在于，包括输入保护电路、差分分压电路、差分跟随电路、电容隔离式电压采集电路、DC/DC隔离电源、±DC24V双电源供给电路，所述输入保护电路输出端依次与差分分压电路、差分跟随电路和电容隔离式电压采集电路连接，输入保护电路输入端连接采样电压，所述DC/DC隔离电源输出端分别与±DC24V双电源供给电路和电容隔离式电压采集电路连接，所述±DC24V双电源供给电路输出端分别与差分分压电路、差分跟随电路连接。

作为上述技术方案的改进，所述输入保护电路包括一级防护电路和二级防护电路，所述一级防护电路包括功率电阻和压敏电阻，所述二级防护电路包括功率电阻和TVS管。

作为上述技术方案的改进，所述差分分压电路包括运算放大器和分压电阻。

作为上述技术方案的改进，所述运算放大器采用LT6016。

作为上述技术方案的改进，所述电容隔离式电压采集电路包括电容隔离式运算放大器、滤波电阻和电容。

作为上述技术方案的改进，所述电容隔离式运算放大器采用AMC1301。

作为上述技术方案的改进，所述±DC24V双电源供给电路包括电源芯片、电感和电容。

作为上述技术方案的改进，所述电源芯片采用LT3463A，所述电源芯片用于为差分分压电路中运算放大器提供工作电源24V。

作为上述技术方案的改进，所述DC/DC隔离电源包括DC/DC电源模块和电容。

作为上述技术方案的改进，所述DC/DC电源模块采用B0505XT-1WR2，所述DC/DC电源模块为电容隔离式电压采集电路和±DC24V双电源供给电路提供工作电压。

本发明的有益效果有：