一种减小电压互感器二次压降的装置及方法与流程

本发明涉及一种减小二次压降的装置及方法，尤其涉及一种减小电压互感器二次压降的装置及方法, 该装置和方法适合三相三线电能表和三相四线电能表，属于电力设备检测领域。

背景技术：

电能是一种商品，随着电力企业的市场化运作，电能计量误差正越来越受到供电企业公司的重视。电压互感器(PT)二次压降所引起的电能表的计量误差大多是负误差，使得供电企业遭受巨大的经济损失。因为室外的电压互感器一般与控制室的电能表相距较远，其间除连接的二次导线外，还有开关、保险、端子排等电气元件，这些元件的接触电阻是随机变化、不可预测的，在二次回路中引起的压降较大，且是个动态变量，是产生计量误差的主要原因，所以供电企业每年需投入大量的费用进行降低压降的改造。改造的最低要求是必须满足《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000的规定：“电压互感器二次回路电压降，对Ⅰ类计费用计量装置，应不大于额定二次电压的0.2%；其他计量装置，应不大于额定二次电压的0.5%。且即使经过改造，标准内允许的电能表计量误差仍然会给供电企业造成大的经济损失。

当前，电压互感器(PT)二次压降造成电能计量负误差给供电企业造成巨大的经济损失，如何减小二次压降以减小电能计量的负误差是当前供电企业存在的技术难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种减小电压互感器二次压降的装置及方法，利用一种减小电压互感器二次压降的装置及方法解决当前电压互感器(PT)二次压降造成的电能计量负误差，从而造成供电企业巨大经济损失的技术难题。

本发明采取的技术方案为提供一种减小电压互感器二次压降的装置，包括：电压互感器、激光器发射单元、激光器接收单元、功率跟随模块和电能表，所述的电压互感器二次端通过互感器a、激光器发射单元、光缆、激光器接收单元、互感器b、功率跟随模块与电能表连接。

所述的电压互感器二次端采样包括A相、B相及C相，A相、B相及C相三路光信号均在同一光缆内传输。

所述的激光器发射单元包括A相、B相及C相三相，每一相均包括激光器、驱动模块、温控模块、精密电阻压降网络和调制模块，精密电阻压降网络经调制模块和激光器连接，所述的调制模块为直流调制模块。

所述的激光器接收单元包括A相、B相及C相三相电路，每一项均包括前置放大器、隔直电路、一次放大电路、调相滤波电路、二次放大电路。

所述的减小电压互感器二次压降方法，包括以下步骤：

步骤一：电压互感器二次端通过取样互感器分别对A相、B相、C相三相进行电压取样；

步骤二：取样电压经过A相、B相、C相三相电路激光器发射单元转换成激光信号，经光缆传输到A相、B相、C相三相电路各自对应的激光器接收单元，作信号复原处理；

步骤三：复原信号传送到功率跟随模块；

步骤四：功率跟随模块驱动电能表进行计量工作。

采用本发明的技术方案，首先A相、B相、C相三相电路激光发射单元在PT二次测采用电压互感器对A相、B相、C相三相电路电压进行采样，在PT二次电压的输出端就地将传统模拟电信号数字化，取样互感器采用的高精度电压互感器。每一相取样电压经过精密电阻降压网络之后进一步降低电压。这个电压信号作为驱动激光器的调制电压，经调制模块传输到激光器，同时驱动模块驱动激光器，温控模块控制激光器恒温，其作用是为了稳定激光器发出的功率，使它不会随温度的变化而变化；激光器的另一个直流调制电压采用高精度电源基准芯片提供，确保提供的直流偏执不会随温度或者电压波动而波动，两个信号共同驱动激光器发出激光，激光通过光缆直接传输到电能表端，A相、B相、C相三相电路都是采用相同的电路在同一根光缆进行激光传输。

激光器接收单元在接收到激光发射单元传送的激光信号后，首先通过前置放大器把光信号转换为电信号并进行放大，前置放大器出来的信号带有直流偏执和取样电压的混合信号，第一步把直流量隔掉，采用RC电路进行直流搁置。搁置的电路经过放大、滤波、再放大三级电路之后出来的电压采用互感器进行电压升压，升压互感器出来之后的电压基本复原了原始采样电压，采样电压进入功率跟随模块，功率跟随模块驱动电能表进行计量工作即可消除二次压降。

本发明的电压互感器二次端采样包括A相、B相及C相，A相、B相及C相三路光信号均在同一光缆内传输，各相独立采样，互不干扰，可提高采样精度，A相、B相及C相三路光信号均在同一光缆内传输，可大量节约成本，减少光缆线路数量，增加了可靠性。

本发明的激光器发射单元包括A相、B相及C相三相，每一相均包括激光器、驱动模块、温控模块、精密电阻压降网络和调制模块，精密电阻压降网络经调制模块和激光器连接，所述的调制模块为直流调制模块，每一相独立的激光发射单元模块，可保证每一路取样和信号处理的精度，调制模块为直流调制模块可保证电压质量。

本发明的激光器接收单元包括A相、B相及C相三相电路，每一项均包括前置放大器、隔直电路、一次放大电路、调相滤波电路、二次放大电路，可保证各自接收到的光信号处理的精度。

综上所述，采用本发明的一种减小电压互感器二次压降的装置及方法能够解决利用一种减小电压互感器二次压降的装置及方法解决当前电压互感器(PT)二次压降造成的电能计量负误差，从而造成供电企业巨大经济损失的技术难题。

附图说明

图1为本发明结构原理图；

图2为本发明激光发射端结构示意图；

图3为本发明激光接收端结构示意图；

图中示意为：1、电压互感器二次端；2、互感器a，3、激光器发射单元，4、光缆，5、激光器接收单元，6、互感器b，7、功率跟随模块，8、电能表。

具体实施方式

下面对发明进行进一步介绍。

如图1~3所示，一种减小电压互感器二次压降的装置，包括：电压互感器二次端1、互感器a2、激光器发射单元3、光缆4、激光器接收单元5、互感器b6、功率跟随模块7、电能表8，所述的电压互感器二次端1通过互感器a2、激光器发射单元3、光缆4、激光器接收单元5、互感器b6、功率跟随模块7与电能表8连接。

还包括其减小电压互感器二次压降的方法，含以下步骤：

步骤一：电压互感器二次端通过取样互感器a2分别对A相、B相、C相三相进行电压取样；

步骤二：取样电压经过A相、B相、C相三相电路激光器发射单元3转换成激光信号，经光缆4传输到A相、B相、C相三相电路各自对应的激光器接收单元5，作信号复原处理；

步骤三：复原信号传送到功率跟随模块7；

步骤四：功率跟随模块7驱动电能表8进行计量工作。

首先按照本发明的技术方案做好减小电压互感器二次压降的装置各个设备和部件的连接，并保证各个设备及部件能正常使用。

试验时，先在现场对电压互感器二次端1进行采样，采样包括对A相、B相及C相三相电路独立采样，并将采样的模拟信号转换为数字信号，如图2所示，采样后的电压互感器二次端1电压信号再通过互感器a2进行取样，本试验的取样互感器2采用的高精度电压互感器，精度为万分之五，取样电压经过精密电阻降压网络之后进一步降低电压。这个电压信号作为驱动激光器的调制电压，经调制模块传输到激光器，同时驱动模块驱动激光器，温控模块控制激光器恒温，它的作用是为了稳定激光器发出的功率，使它不会随温度的变化而变化；激光器的另一个直流调制电压采用高精度电源基准芯片提供，确保提供的直流偏执不会随温度或者电压波动而波动，以上两个信号共同驱动激光器发出激光，激光通过光缆直接传输到电能表端，A相、B相、C相三相电路都是采用相同的电路在同一根光缆进行激光传输。

如图3所示，在控制室里A相、B相、C相三相电路电压转换后的光信号经光缆4传输到激光接收单元5，激光接收单元5首先由前置放大器把三路光信号转换为电信号并放大。前置放大后的信号带有直流偏执和取样电压的混合信号，本测试中并不需要直流信号，因此第一步首先要把直流量隔掉，这里采用RC电路进行直流搁置，搁置的电路经过放大、滤波、再放大，之后采用互感器进行电压升压，基本复原原始采样电压，由于此电压还需要带后面的负载（比如电能表8），因此需要进行功率更随，最后加入功率跟随模块7和驱动电能表8进行计量工作就实现了可减小二次压降的功能。

整个过程完成之后，通过压降测试仪对前后电压的精度进行测试，可以看见通过调节放大倍数和相位实现两个电压之间的比差和角差都在万分之五范围内，可大大减小电压互感器(PT)二次压降造成的电能计量负误差。