基于电压电流变换的电子式电压互感器

第２９卷第４期电力自动化设备

Ｖ０１．２９Ｎｏ．４①

２００９年４月

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

Ａｐｒ．２００９

基于电压一电流变换的电子式电压互感器

冯建勤，师宝山，梁

威，姜素霞

（郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州４５０００２）

摘要：提出一种新型电子式电压互感器，主要由电压一电流变换元件和弱电流检测处理装置组成。电压一电流变换元件接于被测母线与大地之间，完成母线电压到毫安级别弱电流的转换。弱电流检测处理装置安装于电压一电流变换元件的接地侧，实现接地线中毫安级别弱电流的隔离测量，完成电流到电压的换算及测量误差的软件补偿，为测量仪表和继电保护装置提供数字信号与模拟信号输出。研究表明：该电子式电压互感器不仅技术上可行，而且易于实用化，能够用于电网电压的精确测量。

关键词：电压一电流变换；弱电流检测；电子式电压互感器；厚膜电阻；弱电流传感器中图分类号：ＴＭ４５１文献标识码：Ａ文章编号：１００６—６０４７（２００９）０４—０１１８—０４

０引言

为了适应并促进较低电压等级电网的数字化发：叫弘

数据处理单元

展趋势，提出了适用于６＂－３５ｋＶ电网的电阻分压式雕髓聃警

数字信号电子型电压互感器ＥＲＶＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＲｅｓｉｓｔｏｒ－ｄｉ－Ｓ

ｖｉｄｅｒ—ｂａｓｅｄ模拟ＶｏｌｔａｇｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）［１－４３。这种信号

ＥＲＶＴ采用电阻分压器作为传感单元，将被测母线弱电流传信号输出单元

电压转换成与之成比例的小电压信号送信号处理电于吾感单兀

路进行滤波、移相及放大等处理，最后输出满足图１基于电压一电流变换的电子式电压互感器组成原理示意图

Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｖｏｌｔａｇｅ

ＩＥＣ６００４４—７标准的信号，供测量和保护装置使用。ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｖｏｌｔａｇｅ—－ｔｏ—－ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

由于信号处理单元对地电位很低，不存在对地绝缘问题，因而无需使用光纤进行信号传输。显然，者之间的关系见式（１）：

ＥＲＶＴ具有测量频带宽、动态特性好、线性范围大、Ｕ。＝ＺｖｌＩ。

（１）

绝缘结构简单、体积小、造价低、易实用化等优点。由式（１）可知，如果复阻抗Ｚｖｌ的阻抗值ｚⅥ与但是，ＥＲＶＴ也存在明显的不足之处，如：适用范围阻抗角仇为固定值，则电压Ｕ。与电流Ｊｘ之间就会存在固定的比例关系和固定的相位关系，比例因子有限、没有实现一次系统与二次系统的完全隔离、二为Ｚ．ＶＩ，相位差为仇。由于电压一电流变换元件为精次系统易受一次系统的干扰等。为了克服这些缺密线性元件，只要适当选取阻抗值ｚⅥ，电压一电流变点，进一步简化电压互感器的绝缘结构，现提出一种换元件Ｚｗ就可以把被测母线电压Ｕ。按固定比例基于电压一电流变换和弱电流检测技术的电子式电关系（１ｌｚⅥ）转换为毫安级别的弱电流Ｊ，，而且电压压互感器ＥＶＣＶＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＶｏｌｔａｇｅ—Ｃｕｒｒｅｎｔ

到电流变换过程中所产生的固定的相位偏差取决于—ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ—ｂａｓｅｄＶｏｌｔａｇｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）。

变换元件的阻抗角识。

１组成原理

弱电流检测处理装置是利用电子测量技术和微机检测技术实现的电子检测处理装置，由弱电流传基于电压一电流变换和弱电流检测技术的感单元、数据处理单元以及信号输出单元３个部分ＥＶＣＶＴ的组成结构与工作原理如图ｌ所示。组成，其主要功能如下：

由图１可见，ＥＶＣＶＴ由电压一电流变换元件ａ．实现对电压一电流变换元件接地引线中毫安Ｚｖｌ、弱电流检测处理装置以及保护间隙Ｓ等３部分级别弱电流，，的精确测量；

组成。其中，电压一电流变换元件Ｚｗ选用精密线性ｂ．根据式（１），将电流Ｉ。的测量结果换算成被复阻抗，它的一端接于被测母线，另一端接地。流经

测母线电压Ｕ。；

历的电流，。与母线电压Ｕ之间呈现线性关系，二

ｃ．以模拟信号形式输出被测电压信号，供模拟仪表与模拟保护装置使用；

收稿日期：２００８—０９—０１；修回日期：２００８—１１—２１

止以数字信号形式输出被测电压信号，供数字基金项目：郑州市国际合作项目（０７４ＳＧＨＨ２１２７６）；河南省

仪表以及数字保护装置使用。

国际科技合作计划项目（０６４６６３００１５）

由于电子检测处理装置安装于电压一电流变换

第４期

冯建勤．等：基于电压一电流变换的电子式电压百感器

元件的接地侧，其对地电位非常低，不存在对地绝缘问题。因此，它与二次装置之间的连接不必使用光纤传输。且对供电电源也无特殊要求。但是，如果在ＥＶＣＶＴ的运行中出现接地不良（接地线松动或断线），一次侧的高电压将会窜入到二次侧，将会严重威胁二次设备与人身安全。为了避免这种情况，在ＥＶＣＶＴ的一次侧设置了保护间隙Ｓ，其击穿电压应远小于电流取样元件ＴＡ的隔离电压。

２电压一电流变换

如上所述，电压一电流变换元件Ｚｂ负责完成被测母线电压到毫安级别弱电流的转换。为保证电压互感器有较高的准确度，变换元件需选用精密线性元件，而且变换元件必须具有较高的稳定性。理论上，电压一电流变换元件可以使用电阻、电容及电感组成的复阻抗。但在实际工程应用中，电压一电流变换元件易使用纯电阻或者纯电容２种元件，以简化变换元件的绝缘结构与制造工艺，同时还可简化对电压到电流变换过程中产生的相位偏差所做的软件补偿或硬件补偿。电阻变换元件适合于６～３５ｋＶ中压电网，而电容变换元件则适合于１１０～２２０ｋＶ高压电网，甚至适合于３３０ｋＶ以上的超高压电网。受篇幅所限，这里仅讨论电阻变换元件作为电压一电流变换元件的情况。

用纯电阻元件构成电压一电流变换元件ＺⅥ时，变换元件仅完成被测母线电压到毫安级别弱电流的转换，且在电压到电流变换过程中不产生相位移，即输出电流与被测电压同相位。这时，ＺⅥ＝Ｒｖｌ，由式（１）可知，电压与电流之间的变换关系见式（２）。

、

Ｕ，＝Ｒｖｄ。

（２）

为了实现母线电压到毫安级别弱电流的转换，电压一电流变换元件的额定阻值可按式（３）选择。

ＲⅥ＝ＵＮ／ＩＮ

（３）

式中砜为电网的额定电压（Ｖ）；ｋ为变换元件的

额定电流（Ａ）。

变换元件的额定电流应选择毫安级别的电流。增大额定电流虽然可以使得电流测量变得更为容易，但也会使互感器从电网吸收过多的能量，增大变换元件的功率损耗而引起较大的温升，影响变换电阻阻值的温度稳定性，从而增加测量误差而影响互感器的准确度。反之，如果额定电流过小，则易受电晕放电电流和绝缘漏电电流的影响，也会增大测量误差而影响互感器的准确度，而且易受外部电磁场的干扰［１’３］。与毫安级额定电流相对应，电压一电流变换元件的额定阻值为兆欧级。

为了保证电压一电流变换元件阻值的温度稳定性，变换电阻的额定功率可按式（４）确定。

ＰＮ＝Ｋ，ＵＮＪＮ

（４）

式中Ｋ。为裕度系数，１．５≤Ｋ，≤２；ＰＮ为电压一电流

变换元件的额定功率（ｗ）。

变换电阻在工作过程中会因消耗电能而产生热量，从而引起电阻元件的温度变化，进而引起其阻值发生改变，影响其阻值稳定性。为充分保证变换元件阻值的温度稳定性，必须保证电阻额定功率大于正常工作条件下变换电阻消耗的实际功率。因此，式（４）中引入了裕度系数，裕量的大小视具体散热条件而定ｏｊ。通常情况下，裕度系数可取１．５～２。高阻、高压的厚膜电阻具有高阻值、高耐压、高稳定性等特点，非常适合用作电压一电流变换元件。其最大阻值可达２ＧＱ，单体工作电压可达４０ｋＶ（交流有效值），温度系数以及电压系数可以做得很低，高稳定性的厚膜电阻经受冲击试验后阻值非常稳定，而且阻值可以做得很精确，外形尺寸也很小，完全适合于６～３５ｋＶ中压电网的电压测量［３‘５］。

为了减少电压互感器的测量误差，保证ＥＶＣＶＴ有较高的准确度，在电压一电流变换元件的设计中，除了电阻元件种类的正确选择及元件参数的合理选用外，还必须做到合理的结构设计，以减小杂散电容的影响。电阻变换元件的对地杂散电容是影响电压互感器性能的主要因素，减少变换元件对地杂散电容的影响是改善电压互感器特性的重要措施，而合理的结构设计可明显地减少对地杂散电容的影响，并将其影响限制到允许的范闱内［１。４］。与电阻分压式电压互感器中的电阻分压器相比，ＥＶＣＶＴ中的电压一电流变换元件没有中间抽头，不存在上、下臂元件间的配合问题，因而其结构更为简单。但从减少对地杂散电容的影响以及满足绝缘要求等方面看，电压一电流变换元件的结构设计与电阻分压器的结构设计相同。因此，电压一电流变换元件的结构设计可参阅文献［１—５３，这里不再赘述。

３弱电流检测

如上所述，电压一电流变换元件把被测母线电压按照同定的比例关系变换为毫安级别的弱电流。而且对于电阻变换元件而言，从电压到电流的变换过程中不会产生相位移，即保持输出电流与被测电压同相位。因此，只要准确测量出弱电流，，，就可以在

数据处理电路中很容易地计算出被测母线电压队。

由此可见，ＥＶＣＶＴ把高电压测量问题转化成了弱电流的检测问题。很显然，弱电流的精确测量是实现ＥＶＣＶＴ的关键技术。事实上，弱电流精确检测技术已比较成熟，而且已广泛应用于电力设备的在线监测中［６嵋］。因此，基于电压一电流变换以及弱电流检测技术的ＥＶＣＶＴ在技术上完全可行。

在ＥＶＣＶＴ中。弱电流传感单元实现对电压一电流变换元件接地引线中毫安级别弱电流的精确测量，因而是ＥＶＣＶＴ中极为重要的环节，其组成与工作原理如图２所示。由图２可知，弱电流传感单元主要由２部分组成：弱电流传感器（ＴＡ）和信号调理电路。其中，弱电流传感器实现对弱电流信号的取

要求，选择微控制器（ＭＣＵ）系统或者数字信号处理

●●

器（ＤＳＰ）系统。

ｉ；ｆｌＵ

滤相线（

坤

ＴＡ

变波位性信号输出单元包括模拟输出电路和数字输出电换

电补放路偿大

路，以满足ＩＥＣ６００４４—７标准对输出信号的要求。模拟输出电路对数据处理单元得到的数字信号进行＝

图２弱电流检测电路原理图

数模转换、平滑滤波及信号放大，以模拟信号形式输Ｆｉｇ．２

Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍ

Ｏｆ

出被测电压（二次电压）。模拟输出电路必须采用温ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ

度稳定性高、线性度好的精密电子元件，以减少测量样，而信号调理电路则实现对取样信号的预处理。

误差，从而保证ＥＶＣＶＴ的准确度。数字输出电路弱电流传感器可采用多匝串入式电磁线圈或单采用ＲＳ一４８５串行接口，用以直接输出数字信号形匝穿心式电磁线圈，以实现弱电流信号的隔离测量。式的被测电压。串行口设计成半双工双向通信口，对于多匝串人式电磁线圈，因其一次绕组匝数较多，以适应ＥＶＣＶＴ的２种工作模式：设置与调试模式／因而对弱电流信号的变化反映较为灵敏，二次侧输正常运行模式。在设置与调试模式下，ＰＣ机（上位机）以“命令／应答”方式与ＥＶＣＶＴ通信，完成出信号较强，有利于提高信号传输的信噪比，但这种传感器需要串人到电压一电流变换元件接地引线中，ＥＶＣＶＴ的设置与调试。在正常运行模式下，使用不够方便。而对于单匝穿心式电磁线圈则恰恰ＥＶＣＶＴ以“命令／无应答”方式主动地不断向数字相反，因其原边绕组仅为一匝，反映弱电流信号变化仪表、数字保护装置或合并单元发送电压数据［１１｜。ＥＶＣＶＴ必须采取适当的硬件措施Ｅ１２］和软件措的灵敏度较差，二次侧输出信号的幅值较小，信号传输的信噪比较低。但它不需串入到电压一电流变换施Ｅｔｓ］，以保证装置通信的可靠性，从而保证二次系统元件的接地引线中，而是直接套装在变换元件的接可靠工作。

地引线上，使用非常方便，且安全性较高，因而在电５结语

力系统弱电流检测中得到了广泛应用Ｅ６ｑ］。

ＥＶＣＶＴ利用电压一电流变换和弱电流检测技信号调理电路主要由电流一电压变换电路、滤波电路、相位补偿电路及线性放大电路等部分组成，负术实现电网电压的精确测量。与传统电压互感器相比，ＥＶＣＶＴ具有绝缘结构简单、体积小、重量轻、线责完成对取样信号的滤波、相位补偿及信号放大，从而输出与被测电流成比例且同相位，同时满足Ａ／Ｄ性度好、动态范围宽、暂态性能好等优点，而且不会引起电网的铁磁谐振，更容易与数字仪表及微机保电路输入要求的电压信号。需要特别强调的是，为保证ＥＶＣＶＴ的准确度，减少测量误差，信号调理电护接口。与光电式电压互感器相比，ＥＶＣＶＴ不存在供电难题，其数字输出接口为常用的ＲＳ一４８５口，路必须采用温度稳定性高、线性度好的精密电子元因而更容易取得实用化进展，对中压或高压电网尤件。目前，我国一些公司已能提供产品化的、将弱电其如此。与电阻或电容分压式电压互感器相比，流传感器与信号调理电路合二为一的高精度电量传ＥＶＣＶＴ的电压一电流变换元件的结构比分压器更感器，如：ＷＢ—１４１１系列交流电流隔离传感器，可以简单，而且实现了一次系统与二次系统的完全隔离，实现毫安级别弱电流的精确测量。ＷＢ—１４１１系列因而其使用安全性更高。总之，ＥＶＣＶＴ的推出与电流传感器的输入标称值系列为１ｍＡ、２ｍＡ、５ｍＡ、应用必将大大推动变电站尤其是６～３５ｋＶ变电站１０ｍＡ、２０ｍＡ、５０ｍＡ、１００

ｍＡ等，线性测量范围为

的数字化进程。０－－一１２０％标称输入，精度等级为０．１级，频率范围

为２５Ｈｚ～５ｋＨｚ。ＷＢ一１４１１采用新型电磁隔离，参考文献：

隔离电压大于２．５ｋＶＤＣ（１ｍｉｎ），可完全满足［１３迟永久，牛海清．电阻分压器及电压传感器的结构设计和实验分析ＥＪ３．变

ＥＶＣＶＴ中毫安级别弱电流的检测需要，可以用作压器，２００２，３９（５）：２１—２４．

ＥＶＣＶＴ中的弱电流传感单元。

ＣＨＩ

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Ｏｌｌｅｒｒｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ

ｒｌｌｙｗ－

组成。它对弱电流传感单元输出的电压信号ＵＡＤ进ｖｏｌｔａｇｅ∞ｎｓｏｒ

ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ

ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃ

Ｐｏｗｅｒ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

行采样保持、模数转换，完成数据处理与换算，并对２００２，２９（４）：１５—１８．

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式的被测母线电压。为了保证电压互感器的准确ＰＥＮＧＬｉ，ＸＵＹａｈ。ＺＨＵＭ嘶ｔｌＩＬ

Ｒｅｓｉｓｔｏｒｄｉｖｉｄｅｒｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆｏｒ

度，模数转换电路必须选用高分辨率的高速Ａ／Ｄ器１０ｋＶｓｙｓｔｅｍ

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第４期

冯建勤．等：基于电压一电流变换的电子式电压瓦感器

ＦＡＮＧＣｈｕｎｅｎ．ＬＩＷｅｉ，ＷＡＮＧ

Ｊｉａｙｉｎｇ．ｅｔａ１．１０

ｋＶｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｖｏｌｔａｇｅ

ｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ

ＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｒｅｓｉｓｔｏｒｄｉｖｉｄｅｒ

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Ｓｔｕｄｙ

ｏｎ

ｔｈｅｒｅｓｉｓｔｉｖｅ

ｖｏｌｔａｇｅ

ｏｆｍｅｒｇｉｎｇｕｎｉｔｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｔｒａｎｓｆｏｒ／ｒｌｅｌ＂［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ

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ＣＡＯ

Ｇｅｎｇｘｉｎ，ＷＡＮＧＯ．ｈａ．ＹＵＲｏｎｇｙｕｎ。ｅｔａＬＭｅａｓｕｒｅｓｔｏ

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ｔｉ—ｊａｍｍｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ

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ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ

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作者简介：

ＤＥＮＧ

Ｗｅｉ．ＬＩＵＷｅｉｄｏｎｇ．ＦＵ

Ｚｈｉｙａｎｇ．ｅｔａＬ

１１砣ｎｅｔｗｏｒｋ—ｍｏｄｅｌｏｌｌ・ｌｉｎｅ

冯建勤（１９６２一），男。河南郑州人，副教授，从事电力系统自动化、ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｌｅａｋａｇｅｅｕｒｒｅｒｔｔｏｆ

ＺｎＯｓｕｒｇｅ

ａｔｔｅｓｔｅｒｓ［Ｊ］．ＨｉｇＩｌ

微机测控技术和智能仪器仪表等方面的研究（Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇ＿ｊｉａｎｑｉｎ＠

ＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００３．２９（９）：２２－２３・４８．

１２６．ｃｏｒｎ）Ｉ

［９３冯建勤，孙玉胜．电流互感器误差的数字补偿法研究［Ｊ］．变压器，２００８，

师宝山（１９６２一），男，河南新安人，副教授，主要从事智能控制技４５（４）：２９—３１．Ｆ１孙ＩＧＪｉａｎｑｉｎ，ＳＵＮＹｕｓｈｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ｄｉｇｉｔａｌｅｏｍｐｅｎｓａｔｉｕｎｍｅｔｈｏｄ

术方面的研究；

ｆｏｒ

ｏａｌ＇ｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｆｉｎｅｒ

ｅｒｒｏｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．２００８，４５（４）：２９－３１．

粱威（１９５４一），男，河南宜阳人，教授．从事神经电子学应用与［１０］阳靖，周有庆，刘琨．电子式互感器相位补偿方法研究［Ｊ］．电力自动化设

图像识别、智能传感与信息融合等领域的研究；

备．２００７．２７（３）｛４５－４８．

姜素霞（１９８０一），女．河南扶沟人，讲师，主要研究方向为非线性ＹＡＮＧ

ＪｉｒＩｇ．ＺＨＯＵＹｏｕｑｉｎｇ．ＬＩＵＫｔｍ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

控制理论与应用、电能质量控制。

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏＦｉｌｌｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｖｏｌｔａｇｅ－ｔｏ—ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ＦＥＮＧＪｉａｎｑｉｎ，ＳＨＩＢａｏｓｈａｎ，ＬＩＡＮＧＷｅｉ，ＪＩＡＮＧ

Ｓｕｘｉａ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ

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ｍｅａｓｕｒｅｔｈｅ

ｗｅａｋｃｕｒｒｅｎｔ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｂｕｓｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓ

ｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｃｏｒｎ－

ｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｐｐｌｉｅｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｇｉｔａｌａｎｄ

ａｎａ—ｌｏｇｕｅｏｕｔｐｕｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｙｆｅａｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅ

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ｃｕｒａｔｅ

ｍｅａｓｕｒｉｎｇｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅ．

Ｔｈｉｓ

ｐｍｊｅｃｔｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＦｕｎｄｏｆＺｈｅｎｇｚｈｏｕＭｕｎｉｃｉｐａｌＧｏｖｅｒｎｍｅｎｔ（０７４ＳＧＨＨ２１２７６）ａｎｄｔｈｅ

ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＰｌａｎＦｕｎｄｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌ

Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ（０６４６６３００１５）．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ—ｔｏ－ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｔｈｉｃｋ

—ｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔｏｒ；ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ

基于电压-电流变换的电子式电压互感器

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

冯建勤， 师宝山， 梁威， 姜素霞， FENG Jianqin， SHI Baoshan， LIANG Wei，JIANG Suxia

郑州轻工业学院电气信息工程学院,河南郑州,450002电力自动化设备

ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT2009，29(4)0次

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相似文献(0条)

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第２９卷第４期电力自动化设备

Ｖ０１．２９Ｎｏ．４①

２００９年４月

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

Ａｐｒ．２００９

基于电压一电流变换的电子式电压互感器

冯建勤，师宝山，梁

威，姜素霞

（郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州４５０００２）

摘要：提出一种新型电子式电压互感器，主要由电压一电流变换元件和弱电流检测处理装置组成。电压一电流变换元件接于被测母线与大地之间，完成母线电压到毫安级别弱电流的转换。弱电流检测处理装置安装于电压一电流变换元件的接地侧，实现接地线中毫安级别弱电流的隔离测量，完成电流到电压的换算及测量误差的软件补偿，为测量仪表和继电保护装置提供数字信号与模拟信号输出。研究表明：该电子式电压互感器不仅技术上可行，而且易于实用化，能够用于电网电压的精确测量。

关键词：电压一电流变换；弱电流检测；电子式电压互感器；厚膜电阻；弱电流传感器中图分类号：ＴＭ４５１文献标识码：Ａ文章编号：１００６—６０４７（２００９）０４—０１１８—０４

０引言

为了适应并促进较低电压等级电网的数字化发：叫弘

数据处理单元

展趋势，提出了适用于６＂－３５ｋＶ电网的电阻分压式雕髓聃警

数字信号电子型电压互感器ＥＲＶＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＲｅｓｉｓｔｏｒ－ｄｉ－Ｓ

ｖｉｄｅｒ—ｂａｓｅｄ模拟ＶｏｌｔａｇｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）［１－４３。这种信号

ＥＲＶＴ采用电阻分压器作为传感单元，将被测母线弱电流传信号输出单元

电压转换成与之成比例的小电压信号送信号处理电于吾感单兀

路进行滤波、移相及放大等处理，最后输出满足图１基于电压一电流变换的电子式电压互感器组成原理示意图

Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｖｏｌｔａｇｅ

ＩＥＣ６００４４—７标准的信号，供测量和保护装置使用。ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｖｏｌｔａｇｅ—－ｔｏ—－ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

由于信号处理单元对地电位很低，不存在对地绝缘问题，因而无需使用光纤进行信号传输。显然，者之间的关系见式（１）：

ＥＲＶＴ具有测量频带宽、动态特性好、线性范围大、Ｕ。＝ＺｖｌＩ。

（１）

绝缘结构简单、体积小、造价低、易实用化等优点。由式（１）可知，如果复阻抗Ｚｖｌ的阻抗值ｚⅥ与但是，ＥＲＶＴ也存在明显的不足之处，如：适用范围阻抗角仇为固定值，则电压Ｕ。与电流Ｊｘ之间就会存在固定的比例关系和固定的相位关系，比例因子有限、没有实现一次系统与二次系统的完全隔离、二为Ｚ．ＶＩ，相位差为仇。由于电压一电流变换元件为精次系统易受一次系统的干扰等。为了克服这些缺密线性元件，只要适当选取阻抗值ｚⅥ，电压一电流变点，进一步简化电压互感器的绝缘结构，现提出一种换元件Ｚｗ就可以把被测母线电压Ｕ。按固定比例基于电压一电流变换和弱电流检测技术的电子式电关系（１ｌｚⅥ）转换为毫安级别的弱电流Ｊ，，而且电压压互感器ＥＶＣＶＴ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＶｏｌｔａｇｅ—Ｃｕｒｒｅｎｔ

到电流变换过程中所产生的固定的相位偏差取决于—ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ—ｂａｓｅｄＶｏｌｔａｇｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）。

变换元件的阻抗角识。

１组成原理

弱电流检测处理装置是利用电子测量技术和微机检测技术实现的电子检测处理装置，由弱电流传基于电压一电流变换和弱电流检测技术的感单元、数据处理单元以及信号输出单元３个部分ＥＶＣＶＴ的组成结构与工作原理如图ｌ所示。组成，其主要功能如下：

由图１可见，ＥＶＣＶＴ由电压一电流变换元件ａ．实现对电压一电流变换元件接地引线中毫安Ｚｖｌ、弱电流检测处理装置以及保护间隙Ｓ等３部分级别弱电流，，的精确测量；

组成。其中，电压一电流变换元件Ｚｗ选用精密线性ｂ．根据式（１），将电流Ｉ。的测量结果换算成被复阻抗，它的一端接于被测母线，另一端接地。流经

测母线电压Ｕ。；

历的电流，。与母线电压Ｕ之间呈现线性关系，二

ｃ．以模拟信号形式输出被测电压信号，供模拟仪表与模拟保护装置使用；

收稿日期：２００８—０９—０１；修回日期：２００８—１１—２１

止以数字信号形式输出被测电压信号，供数字基金项目：郑州市国际合作项目（０７４ＳＧＨＨ２１２７６）；河南省

仪表以及数字保护装置使用。

国际科技合作计划项目（０６４６６３００１５）

由于电子检测处理装置安装于电压一电流变换

第４期

冯建勤．等：基于电压一电流变换的电子式电压百感器

元件的接地侧，其对地电位非常低，不存在对地绝缘问题。因此，它与二次装置之间的连接不必使用光纤传输。且对供电电源也无特殊要求。但是，如果在ＥＶＣＶＴ的运行中出现接地不良（接地线松动或断线），一次侧的高电压将会窜入到二次侧，将会严重威胁二次设备与人身安全。为了避免这种情况，在ＥＶＣＶＴ的一次侧设置了保护间隙Ｓ，其击穿电压应远小于电流取样元件ＴＡ的隔离电压。

２电压一电流变换

如上所述，电压一电流变换元件Ｚｂ负责完成被测母线电压到毫安级别弱电流的转换。为保证电压互感器有较高的准确度，变换元件需选用精密线性元件，而且变换元件必须具有较高的稳定性。理论上，电压一电流变换元件可以使用电阻、电容及电感组成的复阻抗。但在实际工程应用中，电压一电流变换元件易使用纯电阻或者纯电容２种元件，以简化变换元件的绝缘结构与制造工艺，同时还可简化对电压到电流变换过程中产生的相位偏差所做的软件补偿或硬件补偿。电阻变换元件适合于６～３５ｋＶ中压电网，而电容变换元件则适合于１１０～２２０ｋＶ高压电网，甚至适合于３３０ｋＶ以上的超高压电网。受篇幅所限，这里仅讨论电阻变换元件作为电压一电流变换元件的情况。

用纯电阻元件构成电压一电流变换元件ＺⅥ时，变换元件仅完成被测母线电压到毫安级别弱电流的转换，且在电压到电流变换过程中不产生相位移，即输出电流与被测电压同相位。这时，ＺⅥ＝Ｒｖｌ，由式（１）可知，电压与电流之间的变换关系见式（２）。

、

Ｕ，＝Ｒｖｄ。

（２）

为了实现母线电压到毫安级别弱电流的转换，电压一电流变换元件的额定阻值可按式（３）选择。

ＲⅥ＝ＵＮ／ＩＮ

（３）

式中砜为电网的额定电压（Ｖ）；ｋ为变换元件的

额定电流（Ａ）。

变换元件的额定电流应选择毫安级别的电流。增大额定电流虽然可以使得电流测量变得更为容易，但也会使互感器从电网吸收过多的能量，增大变换元件的功率损耗而引起较大的温升，影响变换电阻阻值的温度稳定性，从而增加测量误差而影响互感器的准确度。反之，如果额定电流过小，则易受电晕放电电流和绝缘漏电电流的影响，也会增大测量误差而影响互感器的准确度，而且易受外部电磁场的干扰［１’３］。与毫安级额定电流相对应，电压一电流变换元件的额定阻值为兆欧级。

为了保证电压一电流变换元件阻值的温度稳定性，变换电阻的额定功率可按式（４）确定。

ＰＮ＝Ｋ，ＵＮＪＮ

（４）

式中Ｋ。为裕度系数，１．５≤Ｋ，≤２；ＰＮ为电压一电流

变换元件的额定功率（ｗ）。

变换电阻在工作过程中会因消耗电能而产生热量，从而引起电阻元件的温度变化，进而引起其阻值发生改变，影响其阻值稳定性。为充分保证变换元件阻值的温度稳定性，必须保证电阻额定功率大于正常工作条件下变换电阻消耗的实际功率。因此，式（４）中引入了裕度系数，裕量的大小视具体散热条件而定ｏｊ。通常情况下，裕度系数可取１．５～２。高阻、高压的厚膜电阻具有高阻值、高耐压、高稳定性等特点，非常适合用作电压一电流变换元件。其最大阻值可达２ＧＱ，单体工作电压可达４０ｋＶ（交流有效值），温度系数以及电压系数可以做得很低，高稳定性的厚膜电阻经受冲击试验后阻值非常稳定，而且阻值可以做得很精确，外形尺寸也很小，完全适合于６～３５ｋＶ中压电网的电压测量［３‘５］。

为了减少电压互感器的测量误差，保证ＥＶＣＶＴ有较高的准确度，在电压一电流变换元件的设计中，除了电阻元件种类的正确选择及元件参数的合理选用外，还必须做到合理的结构设计，以减小杂散电容的影响。电阻变换元件的对地杂散电容是影响电压互感器性能的主要因素，减少变换元件对地杂散电容的影响是改善电压互感器特性的重要措施，而合理的结构设计可明显地减少对地杂散电容的影响，并将其影响限制到允许的范闱内［１。４］。与电阻分压式电压互感器中的电阻分压器相比，ＥＶＣＶＴ中的电压一电流变换元件没有中间抽头，不存在上、下臂元件间的配合问题，因而其结构更为简单。但从减少对地杂散电容的影响以及满足绝缘要求等方面看，电压一电流变换元件的结构设计与电阻分压器的结构设计相同。因此，电压一电流变换元件的结构设计可参阅文献［１—５３，这里不再赘述。

３弱电流检测

如上所述，电压一电流变换元件把被测母线电压按照同定的比例关系变换为毫安级别的弱电流。而且对于电阻变换元件而言，从电压到电流的变换过程中不会产生相位移，即保持输出电流与被测电压同相位。因此，只要准确测量出弱电流，，，就可以在

数据处理电路中很容易地计算出被测母线电压队。

由此可见，ＥＶＣＶＴ把高电压测量问题转化成了弱电流的检测问题。很显然，弱电流的精确测量是实现ＥＶＣＶＴ的关键技术。事实上，弱电流精确检测技术已比较成熟，而且已广泛应用于电力设备的在线监测中［６嵋］。因此，基于电压一电流变换以及弱电流检测技术的ＥＶＣＶＴ在技术上完全可行。

在ＥＶＣＶＴ中。弱电流传感单元实现对电压一电流变换元件接地引线中毫安级别弱电流的精确测量，因而是ＥＶＣＶＴ中极为重要的环节，其组成与工作原理如图２所示。由图２可知，弱电流传感单元主要由２部分组成：弱电流传感器（ＴＡ）和信号调理电路。其中，弱电流传感器实现对弱电流信号的取

要求，选择微控制器（ＭＣＵ）系统或者数字信号处理

●●

器（ＤＳＰ）系统。

ｉ；ｆｌＵ

滤相线（

坤

ＴＡ

变波位性信号输出单元包括模拟输出电路和数字输出电换

电补放路偿大

路，以满足ＩＥＣ６００４４—７标准对输出信号的要求。模拟输出电路对数据处理单元得到的数字信号进行＝

图２弱电流检测电路原理图

数模转换、平滑滤波及信号放大，以模拟信号形式输Ｆｉｇ．２

Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍ

Ｏｆ

出被测电压（二次电压）。模拟输出电路必须采用温ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ

度稳定性高、线性度好的精密电子元件，以减少测量样，而信号调理电路则实现对取样信号的预处理。

误差，从而保证ＥＶＣＶＴ的准确度。数字输出电路弱电流传感器可采用多匝串入式电磁线圈或单采用ＲＳ一４８５串行接口，用以直接输出数字信号形匝穿心式电磁线圈，以实现弱电流信号的隔离测量。式的被测电压。串行口设计成半双工双向通信口，对于多匝串人式电磁线圈，因其一次绕组匝数较多，以适应ＥＶＣＶＴ的２种工作模式：设置与调试模式／因而对弱电流信号的变化反映较为灵敏，二次侧输正常运行模式。在设置与调试模式下，ＰＣ机（上位机）以“命令／应答”方式与ＥＶＣＶＴ通信，完成出信号较强，有利于提高信号传输的信噪比，但这种传感器需要串人到电压一电流变换元件接地引线中，ＥＶＣＶＴ的设置与调试。在正常运行模式下，使用不够方便。而对于单匝穿心式电磁线圈则恰恰ＥＶＣＶＴ以“命令／无应答”方式主动地不断向数字相反，因其原边绕组仅为一匝，反映弱电流信号变化仪表、数字保护装置或合并单元发送电压数据［１１｜。ＥＶＣＶＴ必须采取适当的硬件措施Ｅ１２］和软件措的灵敏度较差，二次侧输出信号的幅值较小，信号传输的信噪比较低。但它不需串入到电压一电流变换施Ｅｔｓ］，以保证装置通信的可靠性，从而保证二次系统元件的接地引线中，而是直接套装在变换元件的接可靠工作。

地引线上，使用非常方便，且安全性较高，因而在电５结语

力系统弱电流检测中得到了广泛应用Ｅ６ｑ］。

ＥＶＣＶＴ利用电压一电流变换和弱电流检测技信号调理电路主要由电流一电压变换电路、滤波电路、相位补偿电路及线性放大电路等部分组成，负术实现电网电压的精确测量。与传统电压互感器相比，ＥＶＣＶＴ具有绝缘结构简单、体积小、重量轻、线责完成对取样信号的滤波、相位补偿及信号放大，从而输出与被测电流成比例且同相位，同时满足Ａ／Ｄ性度好、动态范围宽、暂态性能好等优点，而且不会引起电网的铁磁谐振，更容易与数字仪表及微机保电路输入要求的电压信号。需要特别强调的是，为保证ＥＶＣＶＴ的准确度，减少测量误差，信号调理电护接口。与光电式电压互感器相比，ＥＶＣＶＴ不存在供电难题，其数字输出接口为常用的ＲＳ一４８５口，路必须采用温度稳定性高、线性度好的精密电子元因而更容易取得实用化进展，对中压或高压电网尤件。目前，我国一些公司已能提供产品化的、将弱电其如此。与电阻或电容分压式电压互感器相比，流传感器与信号调理电路合二为一的高精度电量传ＥＶＣＶＴ的电压一电流变换元件的结构比分压器更感器，如：ＷＢ—１４１１系列交流电流隔离传感器，可以简单，而且实现了一次系统与二次系统的完全隔离，实现毫安级别弱电流的精确测量。ＷＢ—１４１１系列因而其使用安全性更高。总之，ＥＶＣＶＴ的推出与电流传感器的输入标称值系列为１ｍＡ、２ｍＡ、５ｍＡ、应用必将大大推动变电站尤其是６～３５ｋＶ变电站１０ｍＡ、２０ｍＡ、５０ｍＡ、１００

ｍＡ等，线性测量范围为

的数字化进程。０－－一１２０％标称输入，精度等级为０．１级，频率范围

为２５Ｈｚ～５ｋＨｚ。ＷＢ一１４１１采用新型电磁隔离，参考文献：

隔离电压大于２．５ｋＶＤＣ（１ｍｉｎ），可完全满足［１３迟永久，牛海清．电阻分压器及电压传感器的结构设计和实验分析ＥＪ３．变

ＥＶＣＶＴ中毫安级别弱电流的检测需要，可以用作压器，２００２，３９（５）：２１—２４．

ＥＶＣＶＴ中的弱电流传感单元。

ＣＨＩ

Ｙｏｎｇｉｉｕ，ＮＩＵＨａｉｑｉｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆ

ｒｅｓｍｔａｎｅｅ—ｔｙｐｅｖｏｌｔａｇｅｄｉｖｉｄｅｒａｎｄｖｏｌｔａｇｅｓｅｍｏｆ［Ｊ３．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，２００２．

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Ｏｌｌｅｒｒｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ

ｒｌｌｙｗ－

组成。它对弱电流传感单元输出的电压信号ＵＡＤ进ｖｏｌｔａｇｅ∞ｎｓｏｒ

ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ

ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃ

Ｐｏｗｅｒ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

行采样保持、模数转换，完成数据处理与换算，并对２００２，２９（４）：１５—１８．

Ｅ３３彭丽，徐雁．朱明钧．用于１０ｋＶ线路的电阻分压式电压互感器ＥＪ３．变压

前级测量误差进行软件补偿［９。引，从而得到数字形器，２００３．４０（１１）：１７－２０．

式的被测母线电压。为了保证电压互感器的准确ＰＥＮＧＬｉ，ＸＵＹａｈ。ＺＨＵＭ嘶ｔｌＩＬ

Ｒｅｓｉｓｔｏｒｄｉｖｉｄｅｒｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆｏｒ

度，模数转换电路必须选用高分辨率的高速Ａ／Ｄ器１０ｋＶｓｙｓｔｅｍ

ＥＪ３．Ｔｒａｎｓ［ｏｒｍｅｒ，２００３．４０（１１）：１７—２０．

Ｅ４３方春恩．李伟，王佳颖．等．基于电阻分压的１０ｋＶ电子式电压互感器口］．

件。至于微机系统，则可根据对电压互感器的性能

电工技术学报．２００７，２２（５）：５８—６３．

第４期

冯建勤．等：基于电压一电流变换的电子式电压瓦感器

ＦＡＮＧＣｈｕｎｅｎ．ＬＩＷｅｉ，ＷＡＮＧ

Ｊｉａｙｉｎｇ．ｅｔａ１．１０

ｋＶｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｖｏｌｔａｇｅ

ｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ

ＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｒｅｓｉｓｔｏｒｄｉｖｉｄｅｒ

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Ｓｔｕｄｙ

ｏｎ

ｔｈｅｒｅｓｉｓｔｉｖｅ

ｖｏｌｔａｇｅ

ｏｆｍｅｒｇｉｎｇｕｎｉｔｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ

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（责任编辑：柏英武）

［８］邓维，刘卫东．傅志扬，等．ＭＯＡ泄漏电流网络化在线监测系统［Ｊ］．高电

压技术，２００３．２９（９）ｒ２２—２３．４８．

作者简介：

ＤＥＮＧ

Ｗｅｉ．ＬＩＵＷｅｉｄｏｎｇ．ＦＵ

Ｚｈｉｙａｎｇ．ｅｔａＬ

１１砣ｎｅｔｗｏｒｋ—ｍｏｄｅｌｏｌｌ・ｌｉｎｅ

冯建勤（１９６２一），男。河南郑州人，副教授，从事电力系统自动化、ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｌｅａｋａｇｅｅｕｒｒｅｒｔｔｏｆ

ＺｎＯｓｕｒｇｅ

ａｔｔｅｓｔｅｒｓ［Ｊ］．ＨｉｇＩｌ

微机测控技术和智能仪器仪表等方面的研究（Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇ＿ｊｉａｎｑｉｎ＠

ＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００３．２９（９）：２２－２３・４８．

１２６．ｃｏｒｎ）Ｉ

［９３冯建勤，孙玉胜．电流互感器误差的数字补偿法研究［Ｊ］．变压器，２００８，

师宝山（１９６２一），男，河南新安人，副教授，主要从事智能控制技４５（４）：２９—３１．Ｆ１孙ＩＧＪｉａｎｑｉｎ，ＳＵＮＹｕｓｈｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ｄｉｇｉｔａｌｅｏｍｐｅｎｓａｔｉｕｎｍｅｔｈｏｄ

术方面的研究；

ｆｏｒ

ｏａｌ＇ｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｆｉｎｅｒ

ｅｒｒｏｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．２００８，４５（４）：２９－３１．

粱威（１９５４一），男，河南宜阳人，教授．从事神经电子学应用与［１０］阳靖，周有庆，刘琨．电子式互感器相位补偿方法研究［Ｊ］．电力自动化设

图像识别、智能传感与信息融合等领域的研究；

备．２００７．２７（３）｛４５－４８．

姜素霞（１９８０一），女．河南扶沟人，讲师，主要研究方向为非线性ＹＡＮＧ

ＪｉｒＩｇ．ＺＨＯＵＹｏｕｑｉｎｇ．ＬＩＵＫｔｍ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

控制理论与应用、电能质量控制。

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏＦｉｌｌｅｒｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｖｏｌｔａｇｅ－ｔｏ—ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ＦＥＮＧＪｉａｎｑｉｎ，ＳＨＩＢａｏｓｈａｎ，ＬＩＡＮＧＷｅｉ，ＪＩＡＮＧ

Ｓｕｘｉａ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ

ａ

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ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅ—ｔｏ—ｃｕｒｒｅｎｔ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ

ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｕｓｔｏｂｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄ，ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｔｈｅｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｔｏ

ｗｅａｋ

ｃｕｒｒｅｎｔ

ｉｎｍｉｌｌｉａｍｐｓ．Ｔｈｅｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅｉｓｌｏｅａｔｅｄ

ａｔ

ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｓｉｄｅｏｆ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｏ

ｍｅａｓｕｒｅｔｈｅ

ｗｅａｋｃｕｒｒｅｎｔ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｂｕｓｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓ

ｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｃｏｒｎ－

ｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｐｐｌｉｅｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｇｉｔａｌａｎｄ

ａｎａ—ｌｏｇｕｅｏｕｔｐｕｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｙｆｅａｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅ

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ｃｕｒａｔｅ

ｍｅａｓｕｒｉｎｇｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅ．

Ｔｈｉｓ

ｐｍｊｅｃｔｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＦｕｎｄｏｆＺｈｅｎｇｚｈｏｕＭｕｎｉｃｉｐａｌＧｏｖｅｒｎｍｅｎｔ（０７４ＳＧＨＨ２１２７６）ａｎｄｔｈｅ

ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＰｌａｎＦｕｎｄｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌ

Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ（０６４６６３００１５）．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ—ｔｏ－ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｔｈｉｃｋ

—ｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔｏｒ；ｗｅａｋ—ｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ

基于电压-电流变换的电子式电压互感器

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

冯建勤， 师宝山， 梁威， 姜素霞， FENG Jianqin， SHI Baoshan， LIANG Wei，JIANG Suxia

郑州轻工业学院电气信息工程学院,河南郑州,450002电力自动化设备

ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT2009，29(4)0次

参考文献(13条)

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相似文献(0条)

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