一种发电机转子电压测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种发电机转子电压测量系统，包括：分压器、高压侧低通滤波放大器、积分增量调制器、隔离传输装置和串行位流接收转换器；分压器采集发电机转子的电压信号，并将电压信号传输至高压低通滤波放大器；高压低通滤波放大器将电压信号进行处理，衰减电流信号的谐波分量，放大电流信号的有用信号，并将放大后的有用信号传输至积分增量调制器；积分增量调制器将放大后的有用信号的电压幅值转换为串行位流，并将串行位流传输至隔离传输装置；隔离传输装置根据串行位流输出电脉冲，并将电脉冲传输至串行位流接收转换器；串行位流接收转换器将电脉冲信号经过低通滤波处理，滤除高频信号，并将低频信号转换为电信号，电信号为转子电压信号。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电机转子
，特别涉及一种发电机转子电压测量系统。
技术介绍
目前，针对发电机转子电压，一般采用高压电缆直接传输的方式或者采用直流变送器将其变换后再经电缆传输。由于监控设备距离发电机都有较远的距离，而发电机转子上有上千伏的高压，采用高压金属电缆传输的方式，存在安全隐患，并且发电机转子的一些励磁参数也并非单纯的直流量，而是在直流量上叠加了一些脉动信号；此外，在各种励磁参数特性测试试验中，也存在暂态过程。这种情况下，由于普通的直流变送器耐高压性能差(耐压小于1000V)，暂态特性差(响应时间大于300ms)，在要求较高的场合，无法安全、准确地反映发电机转子励磁参数的变化。
技术实现思路
为解决现有技术的问题，本技术提出一种发电机转子电压测量系统，避免了高压测量所带来的安全隐患。为实现上述目的，本技术提供了一种发电机转子电压测量系统，包括：分压器、高压侧低通滤波放大器、积分增量调制器、隔离传输装置和串行位流接收转换器；其中，所述分压器与所述高压侧低通滤波放大器的一端相连，所述高压侧低通滤波放大器的另一端与所述积分增量调制器的一端相连，所述积分增量调制器的另一端与所述隔离传输装置的一端相连，所述隔离传输装置的另一端与所述串行位流接收转换器相连；所述分压器，用于采集发电机转子的电压信号，并将所述电压信号传输至所述高压侧低通滤波放大器；所述高压侧低通滤波放大器，用于将所述电压信号进行处理，衰减电流信号的谐波分量，放大电流信号的有用信号，并将放大后的有用信号传输至所述积分增量调制器；所述积分增量调制器，用于将放大后的有用信号的电压幅值转换为串行位流，并将所述串行位流传输至所述隔离传输装置；其中，所述串行位流中的高电平密度根据输入积分 增量调制器的信号电压幅值确定；所述隔离传输装置，用于根据所述串行位流输出电脉冲，并将所述电脉冲传输至所述串行位流接收转换器；其中，所述电脉冲的波形与所述串行位流的波形一样；所述串行位流接收转换器，用于将所述电脉冲信号经过低通滤波处理，滤除高频信号，并将低频信号转换为电信号，所述电信号为转子电压信号。优选地，还包括：隔离电源；所述隔离电源同时与所述高压侧低通滤波放大器、所述积分增量调制器相连；其中，所述隔离电源，用于给所述高压侧低通滤波放大器、所述积分增量调制器提供工作电压。上述技术方案具有如下有益效果：本技术方案可以安全测量发电机转子电压，经隔离的测量信号可以无损的传输至远端，系统抗高压，抗干扰能力强。用于发电机转子电压的监测，可评估励磁系统的动态性能，提升电力系统稳定性水平。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提出的一种发电机转子电压测量系统框图之一；图2为本技术提出的一种发电机转子电压测量系统框图之二；图3为分压器电路原理图；图4为高压侧低通滤波器电路原理图；图5为积分增量调制器电路原理图；图6为串行位流位接收转换器电路原理图；图7为积分增量调制器工作原理波形示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，为本技术提出的一种发电机转子电压测量系统框图之一。包括：分压器101、高压侧低通滤波放大器102、积分增量调制器103、隔离传输装置104和串行位流接收转换器105；其中，所述分压器101与所述高压侧低通滤波放大器102的一端相连，所述高压侧低通滤波放大器102的另一端与所述积分增量调制器103的一端相连，所述积分增量调制器103的另一端与所述隔离传输装置104的一端相连，所述隔离传输装置104的另一端与所述串行位流接收转换器105相连；所述分压器101，用于采集发电机转子的电压信号，并将所述电压信号传输至所述高压侧低通滤波放大器102；所述高压侧低通滤波放大器102，用于将所述电压信号进行处理，衰减电流信号的谐波分量，放大电流信号的有用信号，并将放大后的有用信号传输至所述积分增量调制器103；所述积分增量调制器103，用于将放大后的有用信号的电压幅值转换为串行位流，并将所述串行位流传输至所述隔离传输装置104；其中，所述串行位流中的高电平密度根据输入积分增量调制器的信号电压幅值确定；所述隔离传输装置104，用于根据所述串行位流输出电脉冲，并将所述电脉冲传输至所述串行位流接收转换器105；其中，所述电脉冲的波形与所述串行位流的波形一样；所述串行位流接收转换器105，用于将所述电脉冲信号经过低通滤波处理，滤除高频信号，并将低频信号转换为电信号，所述电信号为转子电压信号。如图2所示，为本技术提出的一种发电机转子电压测量系统框图之二。在图1的还包括：隔离电源106；所述隔离电源106同时与所述高压侧低通滤波放大器102、所述积分增量调制器103相连；其中，所述隔离电源106，用于给所述高压侧低通滤波放大器102、所述积分增量调制器103提供工作电压。分压器由多个电阻串联组成，电阻个数应足够多，以保证每个电阻上的分压不超过其绝缘强度。分压器的输出电压应控制在积分增量调制器允许的输入电压范围内。如图3所示，为分压器电路原理图。其由串接于发电机转子正端和负端之间的R1～R6电阻组成，R6电阻的两端接高压侧低通滤波器。分压器的分压比(R1～R6电阻阻值之和和R6电阻阻值之比)可根据要获得的分压情况进行设置或改变，例如可设为1600∶1。本技术的一个实施例中，电阻R1～R5的阻值均为319.8kΩ，低压臂电阻R2的阻值为1kΩ，分压 比k＝(R1+R2+R3+R4+R5+R6)/R6＝1600，电阻精度为0.1％，每个电阻的耐压值均大于300V。如图4所示，为高压侧低通滤波器电路原理图。高压侧低通滤波放大器采用运放为核心的有源滤波器，电路结构为二阶巴特沃斯低通滤波器，设计合适的电路参数可得到符合要求的频率响应。对于本实施来说，高压侧低通滤波放大器结构和参数如下：电阻采用1％精度的金属膜电阻，电容采用10％精度的聚丙乙烯薄膜电容，运算放大器采用ADI公司OP-27E。其中，电阻R7、R8均取值5千欧姆。电容C1、C2均取值10n。如图5所示，为积分增量调制器电路原理图。积分增量调制器是整个系统的核心，它把输入的模拟电压转换为对应的一段时间内数字“1”的数量，即积分增量调制器输出串行位流(由0和1两种电平组成)中“1”的密度代表了输入模拟电压的幅值。积分增量调制器由一个比较器、一个基准电压源、一个开关以及一个或以上的积分器与模拟求和电路组成。结构原理图如下，直观而言，积分增量调制器的工作方式如下：假定在VIN处施加直流输入。积分器在节点A处持续斜升或斜降。比较器的输出通过一个1位DAC反馈至节点B处的求和输入。比较器输出通过1位DA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机转子电压测量系统，其特征在于，包括：分压器、高压侧低通滤波放大器、积分增量调制器、隔离传输装置和串行位流接收转换器；其中，所述分压器与所述高压侧低通滤波放大器的一端相连，所述高压侧低通滤波放大器的另一端与所述积分增量调制器的一端相连，所述积分增量调制器的另一端与所述隔离传输装置的一端相连，所述隔离传输装置的另一端与所述串行位流接收转换器相连；所述分压器，用于采集发电机转子的电压信号，并将所述电压信号传输至所述高压侧低通滤波放大器；所述高压侧低通滤波放大器，用于将所述电压信号进行处理，衰减电流信号的谐波分量，放大电流信号的有用信号，并将放大后的有用信号传输至所述积分增量调制器；所述积分增量调制器，用于将放大后的有用信号的电压幅值转换为串行位流，并将所述串行位流传输至所述隔离传输装置；其中，所述串行位流中的高电平密度由根据输入积分增量调制器的信号电压幅值确定；所述隔离传输装置，用于根据所述串行位流输出电脉冲，并将所述电脉冲传输至所述串行位流接收转换器；其中，所述电脉冲的波形与所述串行位流的波形一样；所述串行位流接收转换器，用于将所述电脉冲信号经过低通滤波处理，滤除高频信号，并将低频信号转换为电信号，所述电信号为转子电压信号。...

【技术特征摘要】
1.一种发电机转子电压测量系统，其特征在于，包括：分压器、高压侧低通滤波放大器、积分增量调制器、隔离传输装置和串行位流接收转换器；其中，所述分压器与所述高压侧低通滤波放大器的一端相连，所述高压侧低通滤波放大器的另一端与所述积分增量调制器的一端相连，所述积分增量调制器的另一端与所述隔离传输装置的一端相连，所述隔离传输装置的另一端与所述串行位流接收转换器相连；所述分压器，用于采集发电机转子的电压信号，并将所述电压信号传输至所述高压侧低通滤波放大器；所述高压侧低通滤波放大器，用于将所述电压信号进行处理，衰减电流信号的谐波分量，放大电流信号的有用信号，并将放大后的有用信号传输至所述积分增量调制器；所述积分增量调制器，用于将放大后的有用信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚谦，吴涛，谢欢，苏为民，李善颖，曹天植，赵炎，付宏伟，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11