[发明专利]一种电子式电压传感器及采用该电子式电压传感器的电压测量方法

说明书

本申请公开了一种电子式电压传感器及采用该电子式电压传感器的电压测量方法，电子式电压传感器包括一次回路和二次回路。一次回路包括环形线圈。二次回路包括巨磁阻抗磁传感器，巨磁阻抗磁传感器设于环形线圈中，二次回路用于根据巨磁阻抗磁传感器获得的电压信号获得一次电路的电压的频率，以及根据巨磁阻抗传感器的获得的磁场信息获得电压的有效值。本申请采用的巨磁阻抗磁传感器在环境磁场相对稳定的情况下，探测灵敏度可达20nT，通过硬件与软件的共同校正，实现极高的轴间正交度，有利于提高电子式电压传感器的抗干扰能力和测试准确度，为一二次融合设备的高精度测量提供了准确数据。

技术领域

本申请涉及电气设备领域，尤其涉及一种电子式电压传感器及采用该电子式电压传感器的电压测量方法。

背景技术

当前，随着现代工业的发展，电力需求不断增加，电压等级不断提升，传统的电磁式互感器存在容易发生铁磁谐振、动态特性差和精度低等不足，无法实现电能的精确测量，同时，传统的电磁式互感器输出为模拟量信号，难以适用当前电力系统的数字化、智能化的发展需要。电子式电压互感器体积小、无磁饱和，具有数字化采集、传输、处理优势，有良好的应用前景。

相关技术中，参阅图1，电容分压型电子式电压传感器，由电容分压采样电路1’、信号主调理积分电路2’、辅助调理积分电路3’、数字化处理模块4’、电/光转换模块5’、控制电路6’等组成，总体方案如图1 所示. 低压臂电容与电阻并联，再与高压臂电容串联构成一次侧电容分压模块，得到正比于电网一次侧高压的小信号，信号主调理积分电路可以放大宽频带稳态小信号，先利用C1 与C2 分压，再利用电阻R1 与C2 并联得到与电网电压幅值和相位呈一定比例的信号。 其中，为减少杂散电容的影响，高压电容C1 取值不宜过小；为提高采样电阻精度和响应速度，R1 应采用高精度电阻且阻值不宜过大。

上述电容分压式电子式电压传感器存在如下缺点：电容分压式电子式电压传感器，采用多级电容进行串联分压，这种结构易受外界条件干扰；另外电容分压器上的电容元器件与大地间存在分布电容，容易产生误差，从而影响测量的准确度；同时需要选择合适的电容，否则会导致电容分压不稳定，产生铁磁谐振。

另外，为了解决配电网中一次与二次融合中设备不匹配的问题、不断提高线路损耗的计算精度，配电网一二次融合技术被提出并得到广泛应用。其中，ECT与EVT在配电网一二次融合中，以体积小、结构简单、动态范围大等优点得到迅速普及，使得对于ECT和EVT的研究成为一二次融合领域的热点。ECT与EVT的现有结构存在抗干扰能力差、测试准确度低等缺点。

发明内容

本申请提供一种电子式电压传感器及采用该电子式电压传感器的电压测量方法，能够提高抗干扰能力和测试准确度，为一二次融合设备的高精度测量提供了准确数据。

第一方面，本申请的实施例提供了一种电子式电压传感器，包括一次回路和二次回路。一次回路包括环形线圈。二次回路包括巨磁阻抗磁传感器，巨磁阻抗磁传感器设于环形线圈中，二次回路用于根据巨磁阻抗磁传感器获得的电压信号获得一次电路的电压的频率，以及根据巨磁阻抗传感器的获得的磁场信息获得电压的有效值。

在其中一些实施例中，一次回路还包括分压电容、分压电阻和熔断器，分压电容、分压电阻、环形线圈、熔断器顺序串联。

在其中一些实施例中，二次回路还包括光耦过零转换电路和定时器，光耦过零转换电路和定时器用于使得巨磁阻抗磁传感器获得的电压信号经过光耦过零转换电路与定时器的处理后得到电压的频率。

在其中一些实施例中，二次回路还包括有效值转换电路和A/D转换电路，有效值转换电路和A/D转换电路用于使得巨磁阻抗磁传感器获得的磁场信息经过有效值转换电路和A/D转换电路的处理后得到电压的有效值。