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基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统技术方案

技术编号:24164559 阅读:41 留言:0更新日期:2020-05-16 01:04
本发明专利技术公开了电力系统领域内的一种基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,包括:碳纳米管薄膜应变传感器,用于将母排的振动信号转化为电阻信号;恒流源电路,用于将所述电阻信号转变为电压信号;低通滤波器电路,用于滤除其高频干扰信号;反相放大电路,用于对其进行反相放大以满足微控制器MCU中A/D转换输入信号为正信号变化的需要;温度变化补偿电路,用于补偿温度变化对碳纳米管薄膜应变传感器受温度的影响;同相加法电路,用于将测量母排振动的电压信号和测量母排温度的电压信号电压实现加法运算,补偿由于温度变化带来的误差;MCU,用以处理后以无线的方式进行传输,本发明专利技术具有体积小、抗干扰能力强、无线传输等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统
本专利技术涉及一种变电站母排,特别涉及一种变电站母排振动测量装置。
技术介绍
变电站投运后,随着负荷的增大,10kV母联过桥铝母排开始出现有规律的振动,并伴有“嚓嚓”的声响,负荷高峰时声响较大。母排若是长时间大幅度振动,会对支持绝缘子造成损坏,使角钢支架松动,还会损伤螺栓和金具,造成母排变形,给安全生产带来严重隐患。产生振动和噪声的原因主要是,当两根平行的同相母排同时通入电流时,每相母线的电流等于两根母排所通过的电流和,并且会在每根母排周围产生磁场,同时因磁场的相互作用而产生电动力。电动力的方向与母排中通过电流的方向有关,电流方向相同时产生吸引力。由于母排正常运行时通过的是正弦交流电,两根母排之间的吸引力是周期变化的,电动力也会周期变化。这样,会使两根母排产生振动,发出噪声。当母线处于低负载时,两根母排之间的作用力较小,母排左右轻微振动。随着母线负载的增加,通过母排的电流增大,电动力增大,振动幅度也增大,噪声同时变大。由于母线运行过程中电流由小到大或由大到小变化,电动力的大小随电流的变化而变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,包括:/n碳纳米管薄膜应变传感器,用于将母排的振动信号转化为电阻信号;/n恒流源电路,用于将所述电阻信号转变为电压信号;/n低通滤波器电路,接收所述电压信号,用于滤除其高频干扰信号;/n反相放大电路,接收来自低通滤波电路的电压信号,用于对其进行反相放大以满足微控制器MCU 中A/D转换输入信号为正信号变化的需要;/n温度变化补偿电路,用于补偿温度变化对碳纳米管薄膜应变传感器受温度的影响,消除温度变化带来的测量误差;/n同相加法电路,接收来自反相放大电路和温度变化补偿电路的电压信号,用于将测量母排振动的电压信号和测量母排温度...

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,包括:
碳纳米管薄膜应变传感器,用于将母排的振动信号转化为电阻信号;
恒流源电路,用于将所述电阻信号转变为电压信号;
低通滤波器电路,接收所述电压信号,用于滤除其高频干扰信号;
反相放大电路,接收来自低通滤波电路的电压信号,用于对其进行反相放大以满足微控制器MCU中A/D转换输入信号为正信号变化的需要;
温度变化补偿电路,用于补偿温度变化对碳纳米管薄膜应变传感器受温度的影响,消除温度变化带来的测量误差;
同相加法电路,接收来自反相放大电路和温度变化补偿电路的电压信号,用于将测量母排振动的电压信号和测量母排温度的电压信号电压实现加法运算,补偿由于温度变化带来的误差;
MCU,接收来自同相加法器的电压信号,用以处理后以无线的方式进行传输。


2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,所述温度变化补偿电路包括:
测温电阻,用于测量母排温度;
电桥转换电路,用于将测温电阻的阻值变化转换为电压变化,实现电阻到电压的变化;
差动放大电路,接收变化后电压,用以放大所述变化后的电压。


3.根据权利要求2所述的基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,还包括电压跟随器,用于将反相放大器输出的电压转换为电桥转换电路的工作电源电压。


4.根据权利要求3所述的基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,所述恒流源电路包括运算放大器A1及外围电路,电阻R1一端与电压源VR正极相连,电阻R1另一端与运算放大器A1反相输入端及碳纳米管薄膜应变传感器RX一端相连,碳纳米管薄膜应变传感器RX另一端与运算放大器A1输出端相连,所述电压源VR负极接地,电阻R2一端与电压源VR正极相连,电阻R2另一端与可变电阻VR1一固定触头相连,可变电阻VR1另一固定触头与电阻R3一端相连,所述电阻R3另外一端接地,所述的可变电阻VR1可变触头与运算放大器A1同相输入端相连。


5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,其特征在于,所述滤波电路为低通RC滤波器,滤波电阻R4一端与运算放大器A1的输出端相连,滤波电阻R4另一端与滤波电容器C1一端相连,滤波电容C1另一端接地,实现对高频干扰信号的滤波。


6.根据权利要求5所述的基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨鹏
申请(专利权)人:扬州大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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