[实用新型]一种机车高压电网电能质量在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机车高压电网电能质量在线监测装置的电子技术领域，尤其适用于机车、城轨、地铁等轨道交通用高压电网监测。

背景技术

由于机车高压电网和负载的复杂性,例如变电站容量不足、输变电和各种配电设备的性能和质量问题、各种用电设备配置的不合理性、设备之间的相互影响,以及配电系统中各类非线性负载的增加、电力半导体变流装置的广泛应用等因素,以及自然界的雷击、地电及人为因素的影响,电网的交流电并不是稳定的正弦波,存在各种供电质量问题；导致机车高压电网电压波动范围最大达±30%，同时出现电压浪涌、高压尖峰脉冲、暂态过电压、电压下陷、频率偏移、持续低电压、波形失真等，因此需要对机车高压电网电能质量进行在线监测，提示机车司机，并且需要进行存储和记录，以供进行电能质量的治理。

目前机车高压电网监测装置通常是在高压工频变压器的二次侧进行采样和监测，但是电压浪涌、高压尖峰脉冲、暂态过电压等信号不能无损的通过高压工频变压器，会产生信号的丢失和失真；另一种方式是通过高压感应电极安装在机车顶部，直接感应机车高压信号，并且通过屏蔽线把信号输入机车内部进行监测，但是屏蔽线的导线过长，其等效电阻和电容效应同样会使感应信号衰减和失真；因此需要一种能够避免感应模拟信号衰减和丢失的监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种机车高压电网电能质量在线监测装置，高压感应电极感应机车高压电网电压信号，高压感应电极不通过屏蔽线输入机车内部，而是直接在机车顶部通过控制器进行数据采集和转换，把变换后的机车高压电网电压信号打包后，通过无线发射电路，采用无线方式发送给机车内部的无线接收电路和控制器，进行监测、处理和存储；装置通过无线数字信号通讯传输电能质量监测数据，避免感应模拟信号传输过程中的衰减和失真。

本实用新型的技术方案是：一种机车高压电网电能质量在线监测装置，由感应器和监测器组成；感应器包括感应器电源电路、高压感应电极、感应信号放大电路、感应器控制器电路、无线发射电路；监测器包括监测器电源电路、无线接收电路、监测器控制器电路、LCD显示电路、报警电路、MICRO SD卡电路；安装在机车车顶的感应器通过高压感应电极采集机车高压电网电能信号形成无线数据包，通过无线发射电路发送给机车内部的监测器；监测器通过无线接收电路接收无线数据包，进行监测、显示、处理和存储，装置通过无线数字信号通讯传输电能质量监测数据，避免感应模拟信号传输过程中的衰减和失真。

所述感应器电源电路由第一DC/DC模块组成；第一DC/DC模块的电源输入正极脚VIN+连接机车24V电源正极；电源输入负极脚VIN-连接机车24V电源负极，电源输出正极脚VOUT输出第一电源VD1，电源输出负极脚GND输出第一电源公共地GND1；感应器电源电路供给感应信号放大电路、感应器控制器电路、无线发射电路工作电源。

所述感应器控制器电路由第一控制器组成；第一控制器的电源正极脚VCC连接第一电源VD1，电源地脚GND连接第一电源公共地GND1。

所述感应信号放大电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第一运算放大器组成；第一运算放大器的电源正极脚VCC连接第一电源VD1，电源地脚GND连接第一电源公共地GND1，负极输入脚IN-通过第三电阻、第一电容连接高压感应电极，同时负极输入脚IN-通过第四电阻连接第一运算放大器的输出脚OUT，正极输入脚IN+通过第一电阻连接第一电源VD1，同时正极输入脚IN+通过第二电阻连接第一电源公共地GND1，输出脚OUT连接第一控制器的模数转换脚AD1；第一运算放大器组成由单电源供电的反向比例放大电路，第一电容是隔离直流的作用。