一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，该装置包括对地电容、外壳电容、入口电容选择单元、量程选择单元、A/D转换器以及处理单元。本发明专利技术能够通过对入口电容选择单元中的入口电容进行选择，从而实现对不同电压等级变电站的入口电容进行调整，另外，本发明专利技术还能够依据处理单元发送的量程选择指令将入口电容选择单元采集并输出的第一级电压放大到适应A/D转换器的量程的第二级电压，实现了电压测量范围的调整，满足不同类型异常电压的高精度检测，可见，本发明专利技术能够实现量程和精度的兼顾，测量范围广的同时精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压采集
，特别是涉及一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置。
技术介绍
变电站除正常工作电压外，还有可能出现多种不同类型的侵入波过电压，如雷电、操作(切空线、合空线等)、工频(空载长线、不对称短路、甩负荷)、谐振、短路冲击等，另外，变电站还可能出现故障失压，因此，变电站内的电压幅值变化非常大，从而也就对用于检测变电站电压的变电站全波电压综合测量装置提出了更高的要求。请参照图1，图1为现有技术中提出的一种基于空间耦合电容的变电站全波电压综合测量装置的检测原理图，解决了最初的变电站侵入波检测方法(如在变压器的电缆上安装光纤电压传感器、变压器电容套管末屏安装电压传感器等方式)存在的安全性和稳定性的问题，结合图1，该变电站全波电压综合测量装置的采样输出电压如下式： u m = C 2 C 2 + C 1 + C M u ]]>变电站全波电压综合测量装置的外壳电容C1和外壳对地电容C2的大小均是基本固定的，因此分压比主要由装置入口的入口并联电容CM决定，对于某一确定的电压等级的变电站，入口并联电容CM是确定的，但对于不同电压等级的变电站，所需要的入口并联电容CM大小存在差异。现有技术中，变电站全波电压综合测量装置均为某一电压等级的变电站专用，没有通用的变电站全波电压综合测量装置。但若采用固定电容值的方式，入口电容CM调整起来比较复杂，电压采集设备无法实现通用。又由于变电站内的电压幅值变化非常大，现有技术中的电压综合测量装置如果保障采集精度，则容易导致通道饱和，造成波形信息的缺失；如果保障测量范围，则难以保障采集精度，造成波形分辨率低，波形质量差。因此，如何提供一种解决上述技术问题的适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，本专利技术能够实现量程和精度的兼顾，测量范围广的同时精度高。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，该装置包括：第一端接地、第二端分别与外壳电容的第一端、入口电容选择单元的第一端以及量程选择单元的第一输入端连接的对地电容；第二端与所述入口电容选择单元的第二端连接的所述外壳电容；第二端还与所述量程选择单元的第二输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的入口电容选择指令选择适合当前变电站的入口电容的所述入口电容选择单元；输出端与A/D转换器的输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的量程选择指令将所述入口电容选择单元采集并输出的第一级电压放大到适应所述A/D转换器的量程的第二级电压的所述量程选择单元；其中，所述第一级电压为系统额定电压或操作、工频过电压、雷电侵入波过电压或者故障失压，所述量程选择指令为所述处理单元依据所述第一级电压生成；输出端与所述处理单元连接的所述A/D转换器；用于依据所述A/D转换器输出的数字采样电压得到原始电压波形的所述处理单元。优选地，所述入口电容选择单元包括第一多路选择开关以及N个入口电容，N为不小于2的整数，其中：N个所述入口电容的第一端相连，其公共端作为所述入口电容选择单元的第一端，N个所述入口电容的第二端分别与所述第一多路选择开关的N个输入端对应连接，所述第一多路选择开关的输出端作为所述入口电容选择单元的第二端；所述第一多路选择开关的控制端作为所述入口电容选择单元的控制端。优选地，所述入口电容的个数为4个。优选地，所述A/D转换器包括第一A/D转换器和第二A/D转换器；所述量程选择单元包括差分电路、依次串联的第一分压电容、第二分压电容直至第M分压电容、M个缓存装置、第二多路选择开关以及放大电路，所述量程选择单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，M为不小于2的整数，第i分压电容的第二端与第i+1分压电容的第一端连接，1≤i≤M-1，其中：所述差分电路的第一输入端作为所述量程选择单元的第一输入端，所述差分电路的第二输入端作为所述量程选择单元的第二输入端，所述差分电路的输出端作为所述第一输出端、分别与第一分压电容的第一端以及所述第一A/D转换器的输入端连接，所述第M分压电容的第二端与所述差分电路的第一输入端连接，其公共端接地；所述第i分压电容的第一端与第i缓存装置的输入端连接；M个所述缓存装置的输出端与所述第二多路选择开关的M个输入端对应连接，所述第二多路选择开关的输出端与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端作为所述第二输出端，与所述第二A/D转换器连接，所述第二多路选择开关的控制端作为所述量程选择单元的控制端。优选地，M取4，则所述缓存装置的个数为4个。优选地，该装置还包括：输入端分别与所述第二A/D转换器的输出端以及所述处理单元连接、输出端与所述处理单元连接、用于将所述数字采样电压与故障低电压阈值进行比较，并将得到的第一比较结果输出至所述处理单元的第一比较模块；输入端分别与所述第二A/D转换器的输出端以及所述处理单元连接、输出端与所述处理单元连接、用于将所述数字采样电压与正常工作电压阈值进行比较，并将得到的第二比较结果输出至所述处理单元的第二比较模块；输入端分别与所述第二A/D转换器的输出端以及所述处理单元连接、输出端与所述处理单元连接、用于将所述数字采样电压与操作工频过电压以及雷电过电压阈值进行比较，并将得到的第三比较结果输出至所述处理单元的第三比较模块；则所述处理单元用于依据所述第一比较结果、所述第二比较结果以及所述第三比较结果并结合预设的真值表生成所述量程选择指令。优选地，该装置还包括：输入端与所述第二A/D转换器的输出端连接、输出端和控制端均与所述处理单元连接的FIFO存储器。优选地，所述处理单元为DSP。优选地，所述差分电路的型号为LM358。优选地，所述第一多路选择开关和所述第二多路选择开关的型号均为CD4052。本专利技术提供了一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，该装置包括对地电容、外壳电容、入口电容选择单元、量程选择单元、A/D转换器以及处理单元。本专利技术能够通过对入口电容选择单元中的入口电容进行选择，从而实现对不同电压等级变电站的入口电容进行调整，另外，本专利技术还能够依据处理单元发送的量程选择指令将入口电容选择单元采集并输出的第一级电压放大到适应A/D转换器的量程，实现了电压测量范围的调整，满足不同类型异常电压的高精度检测，可见，本专利技术能够实现量程和精度的兼顾，测量范围广的同时精度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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专利技术的一些实施例，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，其特征在于，该装置包括：第一端接地、第二端分别与外壳电容的第一端、入口电容选择单元的第一端以及量程选择单元的第一输入端连接的对地电容；第二端与所述入口电容选择单元的第二端连接的所述外壳电容；第二端还与所述量程选择单元的第二输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的入口电容选择指令选择适合当前变电站的入口电容的所述入口电容选择单元；输出端与A/D转换器的输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的量程选择指令将所述入口电容选择单元采集并输出的第一级电压放大到适应所述A/D转换器的量程的第二级电压的所述量程选择单元；其中，所述第一级电压为系统额定电压或操作、工频过电压、雷电侵入波过电压或者故障失压，所述量程选择指令为所述处理单元依据所述第一级电压生成；输出端与所述处理单元连接的所述A/D转换器；用于依据所述A/D转换器输出的数字采样电压得到原始电压波形的所述处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种电压等级变电站的全波电压综合测量装置，其特征在于，该装置包括：第一端接地、第二端分别与外壳电容的第一端、入口电容选择单元的第一端以及量程选择单元的第一输入端连接的对地电容；第二端与所述入口电容选择单元的第二端连接的所述外壳电容；第二端还与所述量程选择单元的第二输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的入口电容选择指令选择适合当前变电站的入口电容的所述入口电容选择单元；输出端与A/D转换器的输入端连接、控制端与处理单元连接、用于依据所述处理单元发送的量程选择指令将所述入口电容选择单元采集并输出的第一级电压放大到适应所述A/D转换器的量程的第二级电压的所述量程选择单元；其中，所述第一级电压为系统额定电压或操作、工频过电压、雷电侵入波过电压或者故障失压，所述量程选择指令为所述处理单元依据所述第一级电压生成；输出端与所述处理单元连接的所述A/D转换器；用于依据所述A/D转换器输出的数字采样电压得到原始电压波形的所述处理单元。2.如权利要求1所述的全波电压综合测量装置，其特征在于，所述入口电容选择单元包括第一多路选择开关以及N个入口电容，N为不小于2的整数，其中：N个所述入口电容的第一端相连，其公共端作为所述入口电容选择单元的第一端，N个所述入口电容的第二端分别与所述第一多路选择开关的N个输入端对应连接，所述第一多路选择开关的输出端作为所述入口电容选择单元的第二端；所述第一多路选择开关的控制端作为所述入口电容选择单元的控制端。3.如权利要求2所述的全波电压综合测量装置，其特征在于，所述入口电容的个数为4个。4.如权利要求3所述的全波电压综合测量装置，其特征在于，所述A/D转换器包括第一A/D转换器和第二A/D转换器；所述量程选择单元包括差分电路、依次串联的第一分压电容、第二分压电容直至第M分压电容、M个缓存装置、第二多路选择开关以及放大电路，所述量程选择单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，M为不小于2的整数，第i分压电容的第二端与第i+1分压电容的第一端连接，1≤i≤M-1，其中：所述差分电路的第一输入端作为所述量程选择单元的第一输入端，所述差分电路的第二输入端作为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶海峰，王红斌，高雅，吴昊，黄勇，周恩泽，罗颖婷，易潇然，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44