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专利名称：一种发电机磁场电压上传装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机磁场电压测量技术领域，特别是涉及一种发电机励 磁电压上传装置。
背景技术：
目前，针对发电机磁场电压， 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。
而目前市场上还未出现专门用于发电机磁场电压上传的装置。

实用新型内容
针对现有技术中存在的如上问题，本实用新型的目的在于提供一种发电机 磁场电压上传装置，该装置是基于模拟光调制技术进行发电机磁场电压上传， 用以安全、可靠和准确地实现对发电机磁场高压电压信号的测量并上传。
为了实现上述目的，本实用新型实施例的发电机磁场电压上传装置包括
分压器，用于采集发电机磁场电压信号；
光调制器，连接所述的分压器，用于将分压器采集的电信号转换为光信号； 光纤传输系统，连接所述光调制器，用于接收并传输所述光信号； 光信号接收转换器，连接所述光纤传输系统，用于将接收到的光信号转换 为电信号并输出该电信号；以及
4隔离电源，连接所述光调制器，用于为所述光调制器提供工作电源。 本实用新型提出的发电机磁场电压上传装置，与现有技术比较，有如下优点
(1) 本实用新型中，将模拟光调制技术用于发电机磁场电压信号的测量， 由于模拟光调制方法具有测量频带宽、动态特性好的特点，所以本实用新型具 有好的暂态响应特性。
(2) 本实用新型装置以光的形式进行远距离的信号传递，具有优良的抗电 磁干扰特性，传输过程中不易受电磁干扰的影响。


此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一 部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中
图l为本实用新型实施例的发电机磁场电压上传装置的结构框图； 图2为本实用新型图1对应的装置中分压器的电路图； 图3为本实用新型图1对应的装置中光调制器的电路图； 图4为本实用新型图1对应的装置中光信号接收转换器的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实 用新型的具体实施例进行详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说 明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型提出的发电机磁场电压上传装置的结构框图如图1所示，包括 发电机励磁侧的分压器、发电机励磁侧的光调制器、光纤传输系统、低压侧光 信号接收转换器及隔离电源。其中
所述分压器用于采集发电机磁场电压信号；
所述光调制器用于将电信号转换为光信号，该光调制器与所述分压器相连
接；
所述光纤传输系统用于接收和传输上述光信号，该光纤传输系统分别与光 调制器和光信号接收转换器相连接；
5所述光信号接收转换器用于将接收到的光信号转换为电信号后输出； 所述隔离电源用于为光调制器提供工作电源，该隔离电源与光调制器相连接。
本实用新型的发电机磁场电压上传装置中的分压器，其电路图如图2所示， 包括串联连接的高压臂电阻R1和低压臂电阻R2，该高压臂电阻和低压臂电阻 的一端分别连接发电机磁场电压的高压端和低压端，另一端连接所述光调制器。 分压器的分压比(高压臂电阻和低压臂电阻之比)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。本实用新型的一个实施例中，组成分压器 的电阻为两个高压臂电阻R1和低压臂电阻R2，其中高压臂电阻R1的阻值为 800 kH，低压臂电阻R2的阻值为0.5kQ，分压比=1600,电阻精度为 0.1%。在此需要说明的是，如上数值仅用于举例说明，并非用于限制本实用新 型。
本实用新型的发电机磁场电压上传装置中的光调制器，其电路图如图3所 示，包括高频低噪声放大器、偏置电流发生器及电光转换器。其中高频低噪声 放大器用于将分压器输出的电压信号进行增益调制；偏置电流发生器用于给高 频低噪声放大器提供偏置电流，对高频低噪声放大器输入的双极性信号进行偏 置，输出单极性的信号；电光转换器用于将调制后的电信号转换成光信号。本 实用新型实施例中，高频低噪声放大器采用美国Analog Device公司(模拟器件 公司)的AD620芯片，偏置电流发生器釆用Wilson电流源，电光转换器采用的 是Agilent (安捷伦)公司的HFBR1416T。
本实用新型实施例中，光纤传输系统采用的普通通信用光纤芯径为125/62.5Min 的多模铠装光缆。
本实用新型的发电机磁场电压上传装置中的光信号接收转换器，其电路图 如图4所示，包括高速光电转换器、低通滤波器、高通滤波器及加法器；其中 高速光电转换器用于将从光调制器接收并经光线传输系统传输的光信号转换为 电信号；低通滤波器和高通滤波器用于将高速光电转换器输出信号进行低频和
6高频信号变换，通过加法器将变换得到的高频信号和低频信号进行整合，得到
最终的输出信号。本实用新型实施例中，光电转换器采用的是Agilent公司的 HFBR2416。
本实用新型的发电机磁场电压上传装置中的隔离电源采用C&D Technologies 公司的NMS1205隔离输出DC-DC转换器。
本实用新型中，将模拟光调制技术用于发电机磁场电压信号的测量，由于 模拟光调制方法的测量频带宽、动态特性好，所以本实用新型具有暂态响应好 的特性，响应时间小于12ms。并且，由于本实用新型装置以光的形式进行远距 离的信号传递，具有优良的抗电磁干扰特性，传输过程中不易受电磁干扰的影 响。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而 己，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种发电机磁场电压上传装置，其特征在于，该装置包括分压器，用于采集发电机磁场电压信号；光调制器，连接所述分压器，用于将分压器采集的电信号转换为光信号；光纤传输系统，连接所述光调制器，用于接收并传输所述光信号；光信号接收转换器，连接所述光纤传输系统，用于将接收到的光信号转换为电信号并输出该电信号；以及隔离电源，连接所述光调制器，用于为所述光调制器提供工作电源。
2. 根据权利要求l所述的发电机磁场电压上传装置，其特征在于 所述分压器包括串联连接的高压臂电阻和低压臂电阻，该高压臂电阻和低压臂电阻的一端分别连接发电机磁场电压的高压端和低压端，另一端连接所述 光调制器。
3. 根据权利要求2所述的发电机磁场电压上传装置，其特征在于 所述高压臂电阻和低压臂电阻之比为1600: 1。
4. 根据权利要求l所述的发电机磁场电压上传装置，其特征在于，所述光 调制器包括高频放大器，用于将所述分压器输出的电压信号进行增益调制； 偏置电流发生器，用于给所述高频放大器提供偏置电流；以及 电光转换器，用于将所述高频放大器调制后的信号转换为光信号。
5. 根据权利要求l所述的发电机磁场电压上传装置，其特征在于，所述的 光信号接收转换器包括-光电转换器，用于将所述光调制器发出的光信号转换为电信号； 低通滤波器，连接所述光电转换器，用于将所述光电转换器输出的信号进 行低频信号变换；高通滤波器，连接所述光电转换器，用于将所述光电转换器输出的信号进行高频信号变换；以及加法器，用于将变换得到的所述低频信号和高频信号进行整合，生成输出 信号。
专利摘要本实用新型提供一种发电机磁场电压上传装置，该装置包括分压器，用于采集发电机磁场电压信号；光调制器，连接所述的分压器，用于将分压器采集的电信号转换为光信号；光纤传输系统，连接所述光调制器，用于接收并传输所述光信号；光信号接收转换器，连接所述光纤传输系统，用于将接收到的光信号转换为电信号并输出该电信号；以及隔离电源，连接所述光调制器，用于为所述光调制器提供工作电源。本实用新型的发电机磁场电压上传装置基于模拟光调制技术进行发电机磁场电压上传，用以安全、可靠和准确地实现对发电机磁场高压电压信号的测量。
文档编号G01R31/34GK201273936SQ20082011023
公开日2009年7月15日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者谦 姚, 鹏 王 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司;华北电网有限公司;王 鹏