[实用新型]一种同期讯号检测传感器

说明书

一种同期讯号检测传感器，它是一种同步发电机组的配套检测单元，用于各种联网发电机组的入网测控。

现在所用的交流供电系统，除个别情况外，都是以供电网的形式供电。在一个电网中，有多台发电机组进行工作。大型电网甚至有成百上千台发电机组，它一方面可以增大电网的容量，连接更多的用户。另一方面也提高了电网的应变能力和抗负荷变化的能力，提高电网的安全性。由于电网用户用电负荷变化很大，对电网供电量的调节多采用切入或切出发电机组来实现。对于专用的调峰发电机组其切入和切出更加频繁。在发电机组并入电网时，电网当时的电压、频率和相位必须与发电机组入网前的电压、频率和相位一致。现在的并网操作多采用机电仪表同时测量电网和发电机组的电压、频率以及相位，由操作人员观察判别这些仪表，等待达到并网条件的时机，用手工完成并网操作。现在也有一种用于检测同期讯号的传感器，它是一种机电式的，由两个同步电机组成。传感器中的两同步电机分别接于电网和发电机组，通过电机转子的转速差来指示被测电网和发电机组的频率和相位差。由于是机电式仪表，体积大，可靠性差，不易和其它测控设备协调。

本实用新型的目的是发明一种同期讯号检测传感器，它可以很方便的检测电网与发电机组间电压、频率以及相位的一致，结构简单，无任何运动部件。

本实用新型的结构如附图1所示，它由三个变压器1和三组两极管桥式整流电路2组成，其特征在于：三个变压器1的初级绕组的一端分别接于电网的三个相线上，另一端分别接于需并网的发电机组所对应的三个相线上，三组两极管桥式整流电路2的交流输入端分别接于三个变压器1的次级绕组上，三个两极管桥式整流电路2的直流输出端串联，串联后的两端为检则信号输出端。

附图1为本实用新型的结构电路图。

本实用新型的工作原理如下：对于电网以及发电机组的某一相来说，有下面的关系式：

UT＝AT×cos（ωT×t＋φ）

Uf＝Af×cos（ωf×t＋φf）

式中：UT为电网某一相的电位；

AT为电网某一相的电压幅值；

ωT为电网频率；

φT为电网某一相的相位；

Uf为发电机组对应相的电位；

Af为发电机组对应相的电压幅值；

ωf为发电机频率；

φf为发电机组对应相的相位。

这时，加在变压器1初级两端的电压为V

V＝UT－Uf＝AT×cos（ωT×t＋φT）－Af×cos（ωf×t＋φf）

在电压相同时，即AT＝Af＝A

V＝A×（cos（ωT×t＋φT）－cos（ωf×t＋φf））

从式中看出，只有在ωT＝ωf，φT＝φf时，V才为常量（V＝0）

如果ωT＝ωf＝ω，φT＝φf＝φ，而AT不等于Af时，

V＝UT－Uf＝（AT－Af）×cos（ω×t＋φ）

而只要电压幅值AT与Af，频率ωT与ωf或相位φT与φf有一个不相等，其变压器1初级两端的电压就是周期变化的，这时就能在次级感应出电压V1，并经整流后输出。本实用新型采用三个变压器1和相应的三个二极管桥式整流电路2分别检测三相电，并使用输出串连的形式，只要有一相不满足要求，其输出值就不为零，因此利用输出值为零（或给定的一个允许误差值）做为同期讯号检测。

本实用新型使用三个变压器其初级端分别跨接在电网和将入网发电机组对应的三相电线上。变压器次级端使用二极管整流电路把感应到次级的电网与发电机组的电压、频率以及相位差整流输出，通过输出的有无做为是否同步的判据，实现同期讯号检测。由于三个整流输出串连，只用对一个输出量进行测量就能判断三相电的同期问题，使用方便。本实用新型只用了三个变压器和三个二极管整流电路，结构简单，而且使用的是固态元件，没有运动元件等的可靠性问题。它的输出是一个电压信号，可以很方便的与其它测控设备协调。

本实用新型中所使用的变压器1和二极管整流电路2的功率都很小。但变压器1的初级应有较高的绝缘强度，有比较高的耐压值，初级与次级有比较大的降压比。本实用新型中所使用的二极管整流电路2可以是使用现成的硅桥集成电路，也可以使用分离元件。