一种带有电压监控系统的电容式互感器及电压监控方法

技术领域

本发明涉及电力系统设备技术领域，具体涉及一种带有电压监控系统的电容式互感器；本发明还涉及一种带有电压监控系统的电容式互感器的电压监控方法。

背景技术

目前在110KV及以上电压等级的交流高压电力系统中使用的电压互感器，分为两种。一种为电磁式电压互感器，容易激发铁磁谐振，运行中可靠性差，成本高；另一种为电容式电压互感器，其工作原理为通过电容分压器的抽头电压值，来反映高压端的电压值；抽头接到电磁装置上，电磁装置由中间变压器、补偿电抗器和铁磁谐振控制回路组成；中间变压器多回路的二次绕组提供输出电压用于测量与保护。电容式电压互感器相对于电磁式电压互感器制造成本低，便于维护，运行可靠。

现有的电容式电压互感器在搬运过程中会因为振动或温度的变化引起电容量变化，产品的电容量不稳定，缺少电压监控装置，无法控制互感器的工作效率和状态的稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有电压监控系统的电容式互感器，设置电压用电监控系统，控制互感器的工作效率和状态的稳定，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有电压监控系统的电容式互感器，包括底座和电压用电监控系统，所述电压用电监控系统设置于底座一侧，所述电压用电监控系统包括电压监控模块，所述电压监控模块包括数据输入端，所述数据输入端的向外输送端电信号连接依次连接有采集数据的电压采集模块和网关，所述网关的另一端通过电信号连接有与电压监测模块配合匹配的电压控制器、数据输出端、数据比较模块和校验模块。

所述电压用电监控系统和底座之间设置有外壳，所述外壳滑动安装于底座外壁，所述底座底部固定连接有安装板，所述安装板四角均设置有螺栓，所述螺栓和安装板之间设置有减震组件。

作为优选的技术方案，所述减震组件包括碟簧、第一限位板和第二限位板，所述碟簧固定安装于第一限位板和第二限位板之间，所述第一限位板固定安装于螺栓一端外壁，所述安装板四角位于螺栓贯穿位置开设于腰型孔，所述第二限位板滑动安装于腰型孔内。

作为优选的技术方案，所述底座外壁开设有滑槽，所述外壳一侧设置有与底座外壁匹配的弧形凹槽，所述弧形凹槽对对称设置有滑块，所述滑块和滑槽间隙配合。

作为优选的技术方案，所述电压监控模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻和第二电阻，所述第一晶体管的栅极用于接入需要监控的目标电压，所述第二晶体管的栅极连接所述第一晶体管的漏极，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极分别通过所述第一电阻和所述第二电阻连接预设的第一供电电压，其源极均接地。

作为优选的技术方案，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极分别通过所述第一电阻和所述第二电阻接地，其源极均连接预设的第二供电电压，所述第二晶体管的漏极用于输出与所述目标电压对应的电压监控信号。

作为优选的技术方案，所述校验模块和电压监控模块电信号连接，所述电压监控模块包括至少两组直流母线电压，两组所述直流母线电压通过校验模块进行范围校验和相互比较校验。

作为优选的技术方案，所述底座顶部设置有叠柱，所述叠柱为耦合电容器，且叠柱包括上盖板、下盖板、绝缘套筒以及设置于绝缘套筒内部的电容芯子，上盖板、下盖板以及绝缘套筒形成容纳腔。

一种带有电压监控系统的电容式互感器的电压监控方法，包括如下步骤：

步骤一、依据网关连接个模块间的电信号连接自电压监控模块的控制指令，控制多个电器件输出多个受测电压的其中一组数据；

步骤二、依据来自电压监控模块的切换指令，使主控器所产生的检测信号所包含的多个电位进行切换，利用数据输出端讲数据组传送至数据比较模块依序且重复执行比较程序，以产生多个比较结果，重复执行的次数为n次；

步骤三、依据上述就比较结果，电信号转化后传送至校验模块，得出数据反馈至主控器，最后经电信号转化后判断受测电压的电压值。

作为优选的技术方案，所述的比较程序包含以下步骤：当该些电位进行第n+1次切换时，依据第n+1次切换的电位产生参考电压，n为大于0的整数；接着，比较所述的参考电压与受测电压，其中，所述电位的切换包含上述电位至少其中之一由高准位切换为低准位或由低准位切换为高准位。

综上所述，由于采用了上述技术，本发明的有益效果是：

1、在电容式互感器一侧增加电压用电监控系统，本发明的电压用电监控系统采用两个晶体管和两组电阻等基础器件构成的电压监控电路，配合电压控制器、数据输出端可以实现对输出电压进行状态监控，从而可及时发现电源的电压异常问题，具有成本低廉，结构简单等特点；

2、在监控时，通过数据比较模块和校验模块，对多个电位切换后得到的数据进行处理后再判断受测电压的电压值，监控效果更稳定，数值更可靠。

3、在底座底部设置带有减震螺栓的安装板，在使用中，或移动过程中减少因振动的变化引起电容量变化，提高产品的电容量稳定性。

附图说明

图1为本发明的电容式互感器的主视结构示意图；

图2为本发明的实施例1中电压用电监控系统的监控方法流程图；

图3为本发明的电容式互感器的俯视结构示意图；

图4为本发明的图1中A部分放大结构示意图；

图5为本发明的电信号电压采集电路图；

图6为本发明的实施例2中电压用电监控系统的监控方法流程图。

图中：1、底座；101、滑槽；3、叠柱；301、上盖板；302、下盖板；303、绝缘套筒；4、外壳；401、弧形凹槽；402、滑块；5、安装板；501、腰型孔；6、螺栓；7、减震组件；701、碟簧；702、第一限位板；703、第二限位板。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明提供了如图1-图5所示的一种带有电压监控系统的电容式互感器，包括底座1和电压用电监控系统，所述电压用电监控系统设置于底座1一侧，所述电压用电监控系统包括电压监控模块，所述电压监控模块包括数据输入端，所述数据输入端的向外输送端电信号连接依次连接有采集数据的电压采集模块和网关，所述网关的另一端通过电信号连接有与电压监测模块配合匹配的电压控制器、数据输出端、数据比较模块和校验模块。

所述电压用电监控系统和底座1之间设置有外壳4，所述外壳4滑动安装于底座1外壁，所述底座1底部固定连接有安装板5，所述安装板5四角均设置有螺栓6，所述螺栓6和安装板5之间设置有减震组件7，所述减震组件7包括碟簧701、第一限位板702和第二限位板703，所述碟簧701固定安装于第一限位板702和第二限位板703之间，所述第一限位板702固定安装于螺栓6一端外壁，所述安装板5四角位于螺栓6贯穿位置开设于腰型孔501，所述第二限位板703滑动安装于腰型孔501内，不管是在使用中或装置移动过程中，都可能受到振动给设备带来的影响，利用两组限位板，分别连接螺,6和安装板5，并在第一限位板702和第二限位板703之间设置碟簧701，在有限的空间内增加减震结构，减少因振动的变化引起电容量变化，提高产品的电容量稳定性。

所述底座1顶部设置有叠柱3，所述叠柱3为耦合电容器，且叠柱3包括上盖板301、下盖板302、绝缘套筒303以及设置于绝缘套筒303内部的电容芯子，上盖板301、下盖板302以及绝缘套筒303形成容纳腔。

所述底座1外壁开设有滑槽101，所述外壳4一侧设置有与底座1外壁匹配的弧形凹槽401，所述弧形凹槽401对对称设置有滑块402，所述滑块402和滑槽101间隙配合，在外壳4上按需要电性连接有与电压用电监控系统匹配的快查接头，利用外壳4和底座1的滑动连接关系，实现电压用电监控系统的选配，根据使用需求选择是否需要安装电压用电监控系统，也降低了电压用电监控系统维修和维护的拆卸难度。

其中，所述电压监控模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻和第二电阻，所述第一晶体管的栅极用于接入需要监控的目标电压，所述第二晶体管的栅极连接所述第一晶体管的漏极，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极分别通过所述第一电阻和所述第二电阻连接预设的第一供电电压，其源极均接地。

其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管的漏极分别通过所述第一电阻和所述第二电阻接地，其源极均连接预设的第二供电电压，所述第二晶体管的漏极用于输出与所述目标电压对应的电压监控信号。

其中，所述校验模块和电压监控模块电信号连接，所述电压监控模块包括至少两组直流母线电压，两组所述直流母线电压通过校验模块进行范围校验和相互比较校验。

一种带有电压监控系统的电容式互感器的电压监控方法，包括如下步骤：

步骤一、依据网关连接个模块间的电信号连接自电压监控模块的控制指令，控制多个电器件输出多个受测电压的其中一组数据；

步骤二、依据来自电压监控模块的切换指令，使主控器所产生的检测信号所包含的多个电位进行切换，利用数据输出端讲数据组传送至数据比较模块依序且重复执行比较程序，以产生多个比较结果，重复执行的次数为n次；

步骤三、依据上述就比较结果，电信号转化后传送至校验模块，得出数据反馈至主控器，最后经电信号转化后判断受测电压的电压值。

其中，所述的比较程序包含以下步骤：当该些电位进行第n+1次切换时，依据第n+1次切换的电位产生参考电压，n为大于0的整数；接着，比较所述的参考电压与受测电压，其中，所述电位的切换包含上述电位至少其中之一由高准位切换为低准位或由低准位切换为高准位。

实施例2

与实施例1不同之处：

如图6所示的一种带有电压监控系统的电容式互感器的电压监控方法，包括如下步骤：

步骤一、依据网关连接个模块间的电信号连接自电压监控模块的控制指令，控制多个电器件输出多个受测电压的其中两组或者两组以上的数据；

步骤二、依据来自电压监控模块的切换指令，利用数据输出端将数据组传送至数据比较模块进行执行一次性比较程序，以产生单独的比较结果，将数据储存至主控器；

步骤三、主控器将储存数据保存，重复步骤一和步骤二，得出数据反馈至主控器，再利用数据比较模块与第一次得出的数据进行比较，得出对比数据，从而监控电压稳定性。

实施例3

与实施例1不同之处：

所述电压监控模块包括存储器模块、与存储器模块连接器耦合到存储器模块连接器的电路板，所述电路板上设置有集成电路，所述集成电路和主控器电信号连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。