[发明专利]基于相位检测的高精度高压互感器采集系统

说明书

本发明提出了基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，通过设置模拟开关电路，并选用模拟开关切换方式剪切尖峰脉冲，相比现有尖峰滤除方式，可以将叠加在直流上的带有尖峰脉冲滤除掉，进而提供系统检测精度；带通滤波器滤除模拟开关电路输出电压信号中的直流分量，并将滤除后的交流信号输出至处理器的第一数字输入端，处理器根据该数字信号得出交流分量；低通滤波器将模拟开关电路输出电压信号中的直流分量提取出来，并输入至处理器的第二数字输入端，处理器根据该数字信号得出直流分量，并将交流分量除以直流分量，可以消除直流分量对采集系统的影响，提高系统的测量精度。

技术领域

本发明涉及电压互感器检测技术领域，尤其涉及基于相位检测的高精度高压互感器采集系统。

背景技术

电子式电流互感器因其无需铁芯、绝缘性能好、结构简单的特点被广泛应用在变电站中。电子式电流互感器可分为三类：光学型电流互感器(OCT)、空芯线圈型电流互感器(空芯OCT)、铁芯线圈电流互感器(低功耗型电流互感器LPTA)。其中，空芯OCT也被称为有源型电子电流互感器，通过一次转换器在高压侧进行采样传输，采样后的电信号通过电光转换器转换为光信号，经方波信号调制后输入至光纤中，通过光纤将高压侧信号传输给低压侧，光纤仅作为向低压侧传输的介质，然后在低压侧通过光电二极管进行光电转换，将光电流转换为电压信号，然后进行信号处理并在显示器上显示。由于高压侧光信号经过方波调制后，使得光电二极管输出电流信号中参杂了幅度远大于有用信号的尖峰脉冲以及直流信号，若不对尖峰脉冲进行处理，则尖峰脉冲会被后级放大电路展宽，直接影响检测精度；若不对直流信号进行处理，则难以将有用信号提取出来，也会直接影响检测精度。现有的方法都是采用直接滤除尖峰脉冲和直流信号的方法，若直接将直流信号滤除，仅对交流信号进行处理，则会影响高压互感器采集系统的稳定性，甚至影响检测结果的精确度。因此，为解决上述问题，本发明提供了基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，采用新方案滤除尖峰脉冲和直流信号，提高系统的检测精度和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，采用新方案滤除尖峰脉冲和直流信号，提高系统的检测精度和稳定性。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了基于相位检测的高精度高压互感器采集系统，其包括电子式电流互感器、高压侧信号处理电路、光纤、低压侧信号处理电路和处理器，低压侧信号处理电路包括：光电转换模块、模拟开关电路、带通滤波器、低通滤波器、自动增益控制电路和第一A/D转换器；

电子式电流互感器采集母线上的电流信号并将其输入至高压侧信号处理电路，高压侧信号处理电路将输入的电流信号信号进行处理、电光转换和调制后变成光信号，将该光信号输入至光纤的一端，在光纤的另一端通过光电转换模块将光信号转换为电压信号，并将电压信号输出至模拟开关电路，模拟开关电路将输入的电压信号与预设电压幅值进行比较，当输入电压信号幅值大于预设电压值时，通过切换开关剪切尖峰脉冲信号，并将剪切后的电压信号分别输入至带通滤波器和低通滤波器；

带通滤波器滤除模拟开关电路输出电压信号中的直流分量，并将滤除后的电压信号输出至自动增益控制电路进行放大，放大后的信号送入第一A/D转换器进行模数转换并将转换后的数字信号输入至处理器的第一数字输入端，处理器根据该数字信号得出交流分量；

低通滤波器将模拟开关电路输出电压信号中的直流分量提取出来，并输入至第一A/D转换器进行模数转换并将转换后的数字信号输入至处理器的第二数字输入端，处理器根据该数字信号得出直流分量，并将交流分量除以直流分量，消除直流分量对采集系统的影响。

在以上技术方案的基础上，优选的，低压侧信号处理电路还包括移相电路；

带通滤波器滤除模拟开关电路输出电压信号中的直流分量，并将滤除后的电压信号输出至移相电路进行相位补偿，相位补充后电压信号输入至自动增益控制电路进行放大。

在以上技术方案的基础上，优选的，光电转换模块包括光电二级管、I/V转换电路和放大电路；