消除电容式交流分压器中直流电压分量的方法、电路及装置[发明专利]

〔19〕
中华人民共和国专利局
〔12〕发明专利申请公开说明书
〔11〕CN 86100363A 〔43〕公开日1986年9月10日
〔21〕申请号86100363
〔22〕申请日86.1.21
〔30〕优先权
〔32〕85.01.26〔33〕联邦德国〔31〕P35 02 638.3
〔71〕申请人MWB传感器制造股份公司
地址联邦德国班贝格8600
〔72〕发明人罗伯特·施密特 彼得·斯蒂芬斯 〔74〕专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利代理部代理人陈景峻
〔51〕Int.CI 4G01R 15/06
权利要求书 4 页 说明书 9 页 附图 3 页
〔54〕发明名称
消除电容式交流分压器中直流电压分量的方法、
电路及装置
〔57〕摘要
消除电容式交流电压分压器中直流电压分量的
方法。分压器处可能带有直流电压分量的交流测量
电压U M 被送至测量放大器,以消除U M 中的直流分量,
且不使被测的中高电压的再现值有误差。将U M 经隔
直元件6沿两条平行线路L 1,L 2送给测量放大器14。
U M 直接通过L 1,而在L 2中确定其直流分量U G ,方法
为:将U M 分成许多小时间段t,每个周波或每半个
周波中小时间段的段数相等,并以时间段t为积分
频率T f 对一个周期的U M 积分。各直流电压值U G 反相
送至测量放大器,而后将信号传给测量传感器16。
86100363权 利 要 求 书第1/4页
1、用来消除电容式交流电压分压器中直流电压分量的方法,特别是对中高电压的分压器,分压器的交流测量电压可以包含直流电压分量,该交流测量电压被送至一个测量互感器,其特征是:交流测量电压(U M)通过一个电容器(6),再通过两条平行线路(L1,L2)被送至一个测量放大器(14),交流测量电压(U M)通过一条线路(L1)直接被送到该测量放大器,而交流测量电压(U M)中的直流电压分量(U G)是在另一条线路(L2)中被确定的,确定的方法是:将交流测量电压(U M)分成一些小时间段(t),每个周波(T)或半个周波(T/2)中的时间段(t)数相等,以时间段(t)作积分周期T f不断地对一个周波(T)中的交流测量电压(U M)进行积分,这样得到的相应的直流电压值(U G)与原值反相地被送到测量放大器(14),并通过后者将信号传至测量互感器(16)。
2、用来消除电容式交流电压分压器中直流电压分量的方法,特别是对中高电压的分压器,分压器的交流测量电压可以包含直流电压分量,该交流测量电压被送至一个测量互感器,其特征是:交流测量电压(U M)通过一个电容器(6)送至一个测量放大器(14),其中通过了两条平行线路(L1,L2),交流测量电压(U M)是直接通过一条线路(L1)送去的,而交流测量电压(U M)中的直流电压分量(U G)是在另一条线路(L2)中按照下列方法被确定
的:交流测量电压(U M)被细分成一些小时间段(t),每半周波(T/2)中的时间段(t)的段数都
相等,几个相接连的时间段(t)组成了半周波(T/2)中的部分时间段(T x),以时间段(t)为重复频率(T f)连续地从部分时间段的瞬时值(U t)求出电压平均值(U Mx),并将它与半周波之前的时间段(t)相应的平均值(U Mx′)比较,由此得到电压差,并将该差值反相送至测量放大器(14)。
3、根据权利要求2的方法,其特征是:至少有3个时间段(t)被用来求平均电压值。
4、根据权利要求1的方法,其特征是:交流测量电压(U M)由一个被时钟控制的模数转换器(17)细分成一些时间段(t),这些数字信息被送至一个按相同的时钟频率被控制的数字积分器(18),数字积分器(18)按该时钟顺序(t)对一个交流电压周波(T)积分,并将相应所得的一个周波(T)的数字值(U GD)送到一个也受相同的时钟脉冲计时控制的数模转换器(19),它从该数字值(U GD)产生一个直流电压(U G),(U G)以与实际存在于交流测量电压(U M)中的数值相反的相位而被送至放大器(14)。
5、根据权利要求1至4的其中之一的方法,其特征是:交流测量电压(U M)至少在一条平行线路(L1和/或L2)中被加此延时,或直流电压分量(U G)被如此延时:使被送至测量放大器(14)的电压(U M-U G)的相位相对于交流测量电压(U M)被准确地位移一个或几个周波(T),或相应地为半个周波(T/2)。
6、根据权利要求1至5中的方法,其特征是:一个微处理器(21)用来完成权利要求1和2中所指出的算法。
7、实现权利要求1至6中任何一项的方法的电路,其特征是:一个隔离电容器(6)的一个电极(7)与电容式电压分压器(4)的上端电压电容和下端电压电容(2,3)之间的连结点(5)相连,一个测量放大器(14)通过一个阻抗(13)与隔离电容器(6)的另一端相联;一个模数转换器(17)与一个数字积分器(18)和一个数模转换器(19)串联后与阻抗(13)并联,模数转换器,积分器和数模转换器由一个公用的时钟发生器(21)进行计时控制,从而测量电压(U M)被模数转换器(17)取样而细分为许多相等的时间段(t),每一时间段(t)的相应的电压值被取样后以数字形式输给数字积分器(18),后者从这些数字电压值对一个周波(T)内的交流测量电压进行积分,并将这个与交流测量电压(U M)中的直流电压分量(U G)相应的积分值的数字形式,以时间段(t)为重复频率连续地送给数模转换器(19),它将与各时间段(t)相应的直流电压分量(U G)以模拟形式并与交流测量电压(U M)中的直流电压分量相位相反地,亦即经过反相或通过一个反相器,送给测量放大器(14)。
8、按照权利要求7的电路,其特征是:有一个微处理器(21)作为时钟发生器与控制元件。
9、按照权利要求7或8的电路,其特征是:从电容式电压分压器(4)处测得的交流测量电压(U M)被送到一个电阻式电压分压器(8),隔离电容(6)与该分压器的连接点相连。
10、按照权利要求7至9的任何一项的电路,其特征是:一个
放大器联接在电容式、相应地还有电阻式电压分压器(4、相应地还有8)与隔离电容器(6)之间。
11、实现权利要求1至6中任意一项中的方法的装置,其特征是:它包含一个隔离电容器(6),一个微处理器(21),一个模数转换器(17),一个数字式积分器(18),一个数模转换器(19)以及还可能有一个测量放大器(14)和一个测量传感器(16),而且这些元件按照权利要求7至10中任意一项相互联接。

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