[发明专利]一种等电位寄生电源电压、电流互感器组合装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种等电位寄生电源电压、电流互感器组合装置及其工作方法，包括：等电位寄生直流稳压电源、电场传感器、电流互感器、单片机、光纤耦合器、光纤；将等电位寄生直流稳压电源的负极连接高压线，电场传感器、电流互感器的传感信号分别经运算放大器整理为标准电压，发送至单片机进行模数转换，并计算出电压数据，送至光纤耦合器，由光纤将数据隔离送到地面设备。本发明将传统的电流、电场传感器的参考零电位搬到高压线上，成功规避了高压隔离难题，低压电网成熟的传感技术应用到高压电网上，配以电子电路、单片机智能、光纤信号隔离传输技术，将高压PT、CT的造价白菜化、体积手珍化、安装简单化，成为智能电网建设的最佳配置。

技术领域

本发明涉及一种等电位寄生电源电压、电流互感器(PT、CT)组合装置及其工作方法,属于电力传感器技术领域。

背景技术

电力系统的运行离不开检测和计量，检测离不开传感器，监测的基本参数是电压、电流和相位，现代电网是全国甚至世界联网的特大系统，而且为应对气候变化和节能减排，大量的分布式不稳定清洁能源不断随机并入电网，传统电网的运行模式被彻底颠覆，电网的调度管理智能化成为现代电网的当务之需，所谓的智能电网就是把信息技术、通信技术、计算机技术和输配电设备进行有机集成,实现调度管理的自动化、信息化、智能化以保障新能源加入后的电网能高效、稳定、安全的运行，显然智能电网建设需要海量的数据支持，海量的数据采集需要海量的传感器，其中PT、CT是电力传感器的主体，然而到目前为止中高压电网采用的PT(电压互感器)、CT(电流互感器)仍以传统模式为主，而传统模式是以大地为参考零电位，它需要高压隔离，高压隔离技术工艺导致PT、CT设备体积庞大、重量过重、造价昂贵、安装使用困难，给智能电网的建设造成了难以逾越的经济障碍(投资巨大)、技术障碍(高压隔离技术已触碰到技术天花板)、精度提升障碍(需要二次互感)、应用障碍(安装工程量大、可靠性差、安全系数低，至今不敢完全去掉人工操作)。

我国以特高压为骨干的坚强智能电网建设,随处在世界先进行列，但中高压PT、CT现状尚无明显的改观，已成为智能电网建设的羁绊。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了等电位寄生直流稳压电源、锰铜板电阻电流传感与平行板电容电场传感器的一体化组合、传感信号的整理电路、单片机智能滤波和电压推算，为电网提供了一种价廉物美、传感精确、易于安装的新型中高压PT、CT组合装置。

本发明还提供了上述组合装置的工作方法。

本发明将一个低压交流互感器安装在高压线上，将感知的电流做电流源，通过专用电路给充电电池充电，电池的负极接高压线组成等电位寄生直流稳压电源；在它的支持下将PT、CT的参考零电位搬到高压线上，进行电流、电压的等电位传感，因无需高压隔离,所以可直接用低压电能表使用的锰铜电阻板做电流传感器，同时把锰铜板做平行板电容的一极，组成电容电场传感器，将电流、电压传感信号经运算放大器整理，送单片机的A/D口进行模数转换、并通过软件程序进行数字滤波，滤除干扰后，再根据U＝Ed(U为电动势、E为电场强度、d为电容极间距离)算出电压值；单片机测算的电流、电压数据，由光纤隔离传输到地面设备；将锰铜板电流传感器做平行板电容器的高压线极，可实现电流、电场传感器的有机组合，若将所述电路全面芯片化，就可做成世界上最廉价(几百元)、最小巧(低压电流互感器大小)、最精确(无需二次传感)、最安全(只需光纤信号隔离)、宜安装(串接到高压线上)的中高压电流、电压组合传感器，为智能电网建设清除了传统PT、CT造成的建设障碍。

本发明的发明目的是：将传统的中高压PT、CT的参考零电位搬到高压线上，在等电位寄生直流稳压电源的支持下，利用低压CT(电磁线圈式、锰铜板电阻式)、电容电场传感技术、单片机智能技术、光纤隔离传输技术进行有机集成，实现中高压电网PT、CT一体化设计的微型化、手珍化、智能化、精确化，以白菜价、零安装费为智能电网建设提供最佳的中高压PT、CT方式。

本发明的技术方案为：