[发明专利]电压传感器和装置

说明书

本公开的实施例涉及一种电压传感器(10)和一种包括该电压传感器(10)的装置(11)。电压传感器(10)包括：第一电容器(12)，被配置为接收用于交流供电系统(1)的第一相的第一电压；第二电容器(14)，耦合在第一电容器(12)与参考电压之间，并且被配置为基于第一电压生成第二电压；以及包括第一绕组(164)和第二绕组(166)的变压器(16)，第一绕组(164)并联耦合到第二电容器(14)，第二绕组(166)磁耦合到第一绕组(164)，变压器(16)被配置为直接生成用于场测试单元的第三电压，而无需通过另外的变压器进行电压转换。第三电压基于第二电压，并且低于第二电压。

技术领域

本公开的示例实施例总体上涉及电压测量，并且更具体地涉及电压传感器和包括该电压传感器的装置。

背景技术

交流(AC)电源被广泛用于提供电力。为了保持AC供电系统的适当运行，除了AC供电系统的其他特性之外，还需要测量AC电源的各个位置处的电压，以确定AC传输线路或装备的实时状况。

通常，为了测量AC电源的电压，常常使用电阻分压器(RVD)或电容分压器(CVD)设备。CVD设备包括耦合在AC电源与地之间的两个电容器。

然而，常规RVD和CVD方法是不准确的并且效率低下，因为它们容易受到与RVD或CVD耦合的负载(诸如变压器)的影响。

发明内容

本公开的示例实施例提出了一种用于AC电压测量的解决方案。

在第一方面，本公开的示例实施例提供了一种电压传感器。该电压传感器包括：第一电容器，被配置为接收用于交流供电系统的第一相的第一电压；第二电容器，耦合在第一电容器与参考电压之间，并且被配置为基于第一电压生成第二电压；以及包括第一绕组和第二绕组的变压器，第一绕组并联耦合到第二电容器，第二绕组磁耦合到第一绕组，变压器被配置为基于第二电压直接生成用于场测试单元的第三电压，而无需通过另外的变压器进行电压转换，第三电压低于第二电压。

在一些实施例中，第一电压低于50kV，并且第三电压低于12V。

在一些实施例中，第一绕组直接并联耦合到第二电容器，而没有电抗元件与第一绕组串联耦合。

在一些实施例中，电压传感器还包括第三绕组，第三绕组磁耦合到第一绕组，并且被配置为基于第二电压生成故障检测电压，该故障检测电压用于检测AC供电系统的故障。

在一些实施例中，电压传感器还包括可调电容器，可调电容器耦合到第二电容器，并且被配置为调整第二电容器的电容。

在第二方面，本公开的示例实施例提供了一种用于测量交流供电系统的至少两个相的电压的系统。该系统包括至少两个第一方面的电压传感器。至少两个电压传感器被配置为感测AC供电系统的至少两个相的电压，并且输出电压信号，该电压信号指示AC供电系统的相应相的电压。

在一些实施例中，该系统还包括连接屏蔽接线，连接屏蔽接线耦合到至少电压传感器，并且被配置为传输来自至少两个电压传感器的第三电压。

在一些实施例中，连接屏蔽接线包括封装导电连接接线的两个屏蔽层。

在第三方面，本公开的示例实施例提供了一种电压感测装置，用于实现第一方面的电压传感器。电压感测装置包括：AC端子，被配置为接收用于AC供电系统第一相的第一电压；第一方面的电压传感器；以及输出端子，耦合到第二绕组，并且被配置为输出第三电压；以及绝缘材料，被配置为封装第一电容器和变压器，并且暴露第二电容器。电压传感器的第一电容器的第一电极电耦合到AC端子。

在一些实施例中，第一电容器包括陶瓷电容器，并且第二电容器包括陶瓷电容器。

在一些实施例中，变压器位于第一电容器与第二电容器之间，其中接线延伸穿过变压器的绕组的中空部分，接线被配置为将第一电容器耦合到第二电容器。