CN102043085A - 超高压电网和电流带负荷检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高压电网和电流带负荷检测装置，具有一个SY3001智能三相相位伏安表，该伏安表中设有三路电压输入通道和6路电流输入通道，电流输入通道的一端均连接有钳形电流互感器，在该伏安表内设置的电压、电流信号处理模块中设有六相电流信号接收、处理及存储单元，和电流信号接收、处理及存储单元，电压电流显示界面以及和电流显示界面。该装置能够有效地解决现场带负荷检测中不能检查和电流的问题，并能准确地测量、计算、显示出和电流的有功功率和无功功率值，直观、清晰地判断出六相电流幅值、相位，以及合成后的和电流的幅值、相位是否正确，缩短现场带负荷检测时间，提高工作效率，具有结构设计简单合理，使用方便，性能可靠等优点。

Description

超高压电网和电流带负荷检测装置

技术领域

本发明属于电力系统继电保护检测技术领域，特别是一种超高压电网和电流带负荷检测装置。

背景技术

在500千伏及以上超高压电网系统中，常采用二分之三主接线方式，而继电保护是保护超高压电网设备的，因此作为保护装置它要根据所保护的对象、范围采用两组电流，而这两组电流在实际二次回路接线中是并接在一起的，然后接入保护装置，这样就形成了两路电流的和，即所谓的和电流。

带负荷检查是电力系统继电保护专业现场工作中经常采用的测试手段，主要适用于新安装或设备回路经较大改动的继电保护装置，在其投入运行以前，必须进行带负荷检查。该检查的主要目的是通过测量一条输电线路或一台主变压器实时二次电流的相序、幅值及与电压的相位关系，并与输电线路或主变压器的负荷潮流进行对比，从而判定继电保护二次回路的极性、相序是否正确，继电保护装置能否投运，因而它是检验继电保护装置能否正确投运最关键的一个环节。

传统的继电保护检查方法是通过单相钳形表测量电流与电压的相位关系，来确定继电保护二次回路的极性、相序是否正确。但这种检查方法只能测单一的电流与电压之间的相位关系，针对和电流的检查目前是将两组电流分别测量，然后再对测量的数据进行合成计算。由于500千伏及以上线路负荷潮流波动较大，不同时刻的潮流都是不一样的；同时无功功率(容性或感性)也占一定的比例，造成两组电流的角度偏差很大，这种情况下两组合成后的电流就不是简单的加减关系。如果分别测量则存在时间先后，造成测量误差，数据不准确；而且由于对数据进行合成计算量大，非常耗时，不能快速地得出结论，由此影响了设备的正常投运，也给系统运行带来安全隐患。

目前，出现的SY3001智能三相相位伏安表采用高精度ADC及DSP技术进行测量，三路电压输入通道相互绝缘隔离，三路电流采用钳形电流互感器输入，可在不断开被测电路的情况下同时测量1～3路、和1～3路交流电流的幅值及其各量间的相位、频率；测量单/三相功率和功率因数。同时，该伏安表利用基于Windows Mobile 5.0操作系统的嵌入式掌上电脑进行操作和数据处理，设有三相电压、电流相关参数的图形化界面，并同屏以向量图或表格显示，触摸屏操作，汉字手写输入，人机界面友好，被称为是划时代的智能化现场测量仪器。但是，该技术对和电流的检查仍然是将两组电流分别测量，然后再对测量的数据进行合成计算。由测量时间先后差异造成测量误差，数据不准，以及数据进行合成计算量大等问题仍未得到解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效地解决现场带负荷检测中不能准确检测和电流的问题，能准确地测量、计算、显示出和电流的有功功率和无功功率值，直观、清晰地判断出六相电流幅值、相位，以及合成后的和电流的幅值、相位是否正确，缩短现场带负荷检测时间，提高工作效率的超高压电网和电流带负荷检测装置。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该检测装置具有一个SY3001智能三相相位伏安表，该伏安表中设有触摸式操作显示屏，伏安表内嵌入有Windows Mobile 5.0操作系统，Windows Mobile 5.0操作系统中设有三路电压信息输入通道和电压、电流信息处理模块，其中，在SY3001智能三相相位伏安表中设有6路电流信号输入通道，电流信号输入通道的一端均连接有钳形电流互感器，在电压、电流信息处理模块中设有：

一个六相电流信号接收、处理及存储单元，用于单相电流幅值、相位及功率的运算处理；

一个和电流信息处理及存储单元，用于和电流幅值、相位及功率的运算处理；

一个电压及六相电流信息显示界面，用于显示三相电压及六相电流的幅值、相位、有功功率、无功功率及相量图；

一个和电流信息显示界面，用于显示和电流的幅值、相位、有功功率、无功功率及电压和电流的相量图。

按照上述方案制成的超高压电网和电流带负荷检测装置，能够有效地解决现场带负荷检测中不能检查和电流的问题，并能准确地测量、计算、显示出和电流的有功功率和无功功率值，直观、清晰地判断出六相电流幅值、相位，以及合成后的和电流的幅值、相位是否正确，缩短现场带负荷检测时间，提高工作效率。同时该装置具有结构设计简单合理，使用方便，性能可靠等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是电压及六相电流显示界面示意图；

图3是和电流显示界面示意图。

具体实施方式

参看图1，本发明的超高压电网和电流带负荷检测装置具有一个SY3001智能三相相位伏安表1，该伏安表嵌入有Windows Mobile 5.0操作系统，设有触摸式操作显示屏2，并由此构成掌上电脑，可进行触摸操作和数据的运算处理，人机界面友好，软件升级方便，该SY3001智能三相相位伏安表1可在市场直接购置。在SY3001智能三相相位伏安表1中设有3路相互绝缘隔离的电压信息输入通道和6路电流信号输入通道。6路电流信号输入通道分别对应连接有钳形电流互感器3，可分别与继电保护二次回路5的接线连接，能在不断开被测电路的情况下同时检测二次电流回路的六相电流，图中标号4、6为超高压电网母线。在SY3001智能三相相位伏安表1中导入有电压、电流信息处理模块，该模块中设有一个六相电流信号接收、处理及存储单元，能进行二次回路中六相电流幅值、相位的运算处理，计算出单相或六相功率和功率因数；并由电压、电流信息处理模块以电压为基准，自动按下述算式计算出两组六相电流对应的有功功率和无功功率值；

(式中P表示有功功率，Q表示无功功率，U表示被测线路电压的一次值，I表示被测线路电流的一次值一次值，Φ表示被测电流的相位角)。在电压、电流信息处理模块中还设有一个和电流信息处理及存储单元，用于三相和电流的计算，通过下述算式自动计算出和电流的幅值和相位：设两组相互并接的某相电流分别为i₁，i₂，和电流为i_h，其中：

i₁＝I₁sinωt A，i₂＝I₂sin(ωt+ψ)A，

则和电流的幅值为 $I_h=\sqrt{{I_1}^2+{I_2}^2},$

和电流的角度为 ${\mathrm{\ψ}}_h={\mathrm{tg}}^{-1}\frac{I_2}{I_1},$

则和电流为：i_h＝i₁+i₂＝I_hsin((ωt+ψ_h)A

上述算式中，I₁、I₂分别表示被测线路电流的一次值，ω、ψ分别表示，t表示被测线路电流的相位角。

然后，再以电压为基准，计算出和电流的有功功率和无功功率值，

(式中，P_h表示和电流的有功功率，Q_h表示和电流的无功功率和电流的有功功率，U表示被测线路电压的一次值，I表示被测线路电流的一次值，Φ表示被测线路电流的相位角)。

在电压、电流信息处理模块中设有一个电压及六相电流信息显示界面(参见图2)，能实时显示三相电压、两组六相电流的幅值和相位，同时设有“电压变比”和“电流变比”选项，能够分别显示三相电压和六相电流的一次值。

在电压、电流信息处理模块中还设有一个和电流信息显示界面(参见图3)，用于显示和电流的幅值、相位及有功功率和无功功率，由此实现检测时刻一致的和电流幅值、相位的显示，同时在和电流信息显示界面中还设有“电流变比”选项，能够显示和电流的一次值。

在对继电保护装置进行检测时，只要将6把钳形电流互感器3的卡钳分别卡接在被测继电保护二次回路5的各相接线上，并通过操作显示屏2的触摸操作，即可分别或同屏显示三相电压及六相电流的幅值、相位、相量图、有功功率和无功功率、以及和电流的幅值、相位、有功功率和无功功率，并与监控中心测量表计的数据分别进行对比，即可准确地判断出六相电流幅值、相位，以及合成后的和电流的幅值、相位是否正确，从而判定被测继电保护装置是否能投入运行。由于对继电保护二次回路5中的两组六相电流同时进行检测，并由Windows Mobile 5.0操作系统自动快速运算处理，因而不仅能够保证判定结果的准确性，而且可以大大缩短现场带负荷检查的时间，提高检测工作效率。

Claims (1)

1.一种超高压电网和电流带负荷检测装置，具有一个SY3001智能三相相位伏安表，该伏安表中设有触摸式操作显示屏，伏安表内嵌入有Windows Mobile5.0操作系统，Windows Mobile 5.0操作系统中设有三路电压信息输入通道和电压、电流信息处理模块，其特征在于：在SY3001智能三相相位伏安表中设有6路电流信号输入通道，电流信号输入通道的一端均连接有钳形电流互感器，在电压、电流信息处理模块中设有：

一个六相电流信号接收、处理及存储单元，用于单相电流幅值、相位及功率的运算处理；

一个和电流信息处理及存储单元，用于和电流幅值、相位及功率的运算处理；

一个电压及六相电流信息显示界面，用于显示三相电压及六相电流的幅值、相位、有功功率、无功功率及相量图；

一个和电流信息显示界面，用于显示和电流的幅值、相位、有功功率、无功功率及电压和电流的相量图。

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