CN103323647A - 分级绝缘电磁式pt一次侧电流监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测装置及方法。其中装置包括三相电磁式电压互感器PT、连接在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与三相电力电网的各相母线之间的高压熔丝以及串接于所述三相电磁式PT一次侧中性点与地之间的消谐器，其特征在于，所述装置还包括：串联在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述一次侧中性点之间的标准取样电阻、用于取样并测量所述标准取样电阻的电流的测量单元以及用于显示所述测量单元测得的电流的显示单元。通过本发明，实现了对分级绝缘电磁式PT一次侧电流的监测。

Description

分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测装置及方法

技术领域

本发明涉及电流监测领域，尤其是涉及一种分级绝缘电磁式PT一次电流监测装置及方法。

背景技术

在中性点不接地系统中或谐振接地系统中,母线电压的测量一般采用3PT（potential transformer，电压互感器）方式,所使用的PT大多为分级绝缘电磁式方式。为防止系统中可能发生的铁磁谐振，3PT的公共中性点不能采取直接接地方式，而是通过消谐器后接地。图1所示为中性点不接地系统中的3PT接线方式。消谐器本质上是一个非线性电阻，系统异常运行时，一方面它变为低电阻以降低PT公共中性点的电位，保护PT的绝缘；另一方面，它仍起限制PT回路电流值的作用，以保证PT不过流而被烧毁。在PT和母线的连接回路当中有高压熔丝，它是PT过流的重要保护手段，一般取0.5或1A。PT高压端一般并有避雷器，以限制母线过电压。

系统运行过程中，由于外部因素或内部操作，在系统运行方式变化的过程中，在参数匹配的情况下，可能发生铁磁谐振情况，即使在装有消谐器的情况下（包括一次和二次消谐器），铁磁谐振情况也有可能发生。如果高压熔丝熔断特性和PT特性配合较好，则在PT过流一定时间内，熔丝快速熔断，实现对PT的保护。如果熔丝不能及时熔断，则失去了其保护功能。在现有技术中，熔丝熔断的判断都是通过二次电压值的跌落进行的，即当测得的二次电压值很低时，判断熔丝熔断。但实际上，当系统发生严重的铁磁谐振，某相PT严重饱和时，其二次电压也有可能降得较低。所以从二次电压对高压熔丝是否熔断进行判断，结果并不准确。

另外，当系统因严重的铁磁谐振故障导致PT损毁后，在对故障原因进行详细成因分析时，对很多故障只能借助于外围的保护动作情况、相关录波进行定性分析，缺乏定量的数据。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测装置及方法，对PT一次侧电流进行检测，以为判断高压熔丝熔断和分析铁磁谐振故障成因提供数据支持。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测装置，包括：

三相电磁式电压互感器PT、连接在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与三相电力电网的各相母线之间的高压熔丝以及串接于所述三相电磁式PT一次侧中性点与地之间的消谐器，所述装置还包括：串联在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述一次侧中性点之间的标准取样电阻、用于取样并测量所述标准取样电阻的电流的测量单元以及用于显示所述测量单元测得的电流的显示单元。

优选的，所述装置还包括无线发射电路，与所述测量单元相连，用于将所述测得的电流通过无线方式发送至所述显示单元。

优选的，所述装置还包括穿芯电流互感器CT，连接于所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述测量单元之间，用于向所述测量单元提供电源。

优选的，所述测量单元和所述无线发射电路集成在同一芯片上。

优选的，所述显示单元，还用于存储所述测得的电流。

本发明还提供了一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测方法，应用在上述装置中，所述方法包括：

所述测量单元对所述标准取样电阻的电流进行取样并测量；

所述测量单元将测量得到的电流发送至所述显示单元；

所述显示单元对所述测量得到的电流进行显示。

优选的，所述方法还包括：

当所述测量得到的电流为零时，判定所述高压熔丝熔断。

优选的，所述测量单元将测量得到的电流发送至所述显示单元具体为：

所述测量单元将测量得到的电流通过无线发射电路发送至所述显示单元。

优选的，所述方法还包括：

所述装置通过连接于所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述测量单元之间的穿芯电流互感器CT向所述测量单元提供电源。

优选的，所述测量单元和所述无线发射电路集成在同一芯片上。

相对于现有技术，本发明取得如下技术效果：

本发明在三相电磁式电压互感器一次侧与一次侧中性点之间串接标准取样电阻，并对标准取样电阻的电流进行测量，实现了对三相电磁式电压互感器一次侧电流的直接测量。为后续判断高压熔丝熔断以及故障分析提供了数据支持。

附图说明

图1是本发明现有技术中的中性点不接地系统的3PT接线方式示意图；

图2是本发明实施例1装置结构图；

图3是本发明实施例方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例1提供了一种分级绝缘电磁式电压互感器一次侧电流监测装置，参见图2，包括：三相电磁式电压互感器（PT）11、高压熔丝12以及消谐器13。其中三相电磁式电压互感器11的一次侧通过高压熔丝12分别连接于三相电力电网中各自的母线。消谐器13串接于三相电磁式电压互感器11一次侧中性点与地之间，以防止铁磁谐振。

为对三相电磁式电压互感器一次侧电流进行监测，本发明还可以在三相电磁式电压互感器弱绝缘侧增加监测单元。以下为一具体实施例：

如图2所示，该监测单元包括：串联在三相电磁式电压互感器11一次侧与其一次侧中性点之间的标准取样电阻14、用于取样并测量标准取样电阻14的电流的测量单元15以及用于显测量单元15测得的电流的显示单元16。测量单元15与标准取样电阻相连，用于对标准取样电阻的电流进行取样并测量。

需要说明的是，图2只示出了对一相电磁式电压互感器11一次侧电流监测的测量单元与显示单元，其他两相同理设置。

在本发明的一个优选实施例中，取样测量过程可以是实时在线进行的，也可以是周期性进行的。当然，在本发明中，还可以设置控制单元，以控制测量单元15在需要时进行取样测量。

在本发明中，测量单元15可以通过有线方式将测得的电流结果直接传给显示单元16。该电流结果可用于判断高压熔丝是否熔断，也可用于对故障成因进行定量分析。

但考虑到在故障情况时，消谐器上有可能产生过电压，而电磁式电压互感器弱绝缘侧、测量单元和消谐器是等电位的，产生的过电压将抬高数据传送线路的电位，如不对传送线路进行仔细的过电压保护设计，将导致整个系统的击穿，而增加过压保护部分会增加系统复杂度和成本，因此本发明优选无线传输方式。具体的，可设置一与测量单元相连的无线发射电路，以将测量单元测得的电流通过无线方式发送至显示单元。

为方便查看电磁式电压互感器一次侧电流的历史数据，本发明中显示单元可同时具有存储功能。

关于本发明中测量单元的供电问题，考虑到测量单元可能会实时测量，连续工作，因此，采用电池供电的方式显然不妥。为此，参见图2，本发明在三相电磁式电压互感器一次侧与测量单元之间，连接有穿芯电流互感器（CT）17，用于向测量单元供电。当本发明装置还包括无线发射电路时，该穿芯电流互感器17可同时向无线发射电路供电。

为降低功耗，在选用测量单元时，其单片机可使用微功耗型。并且优选的，可选用集成了无线通讯功能的单片机，以最大程度的降低功耗并减小装置的体积。

由于测量单元和无线发射电路工作在低电位，在故障时有可能处于高电位，所以本发明还需要做好屏蔽工作。

本发明还提供了一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测方法，应用在之前所述的装置中，如图3所示，该方法具体包括如下步骤： 

S11、启动流程，使测量单元对标准取样电阻的电流进行取样并测量。该取样测量可实时进行也可周期性进行。本发明对此不做限制。

S12、测量单元将测量得到的电流发送至显示单元。

S13、显示单元对测量得到的电流进行显示。

本发明优选实施例中，还可根据测量的到的电流对高压熔丝是否熔断进行判断。具体的，该方法还包括：

S14、当测量得到的电流为零时，判定高压熔丝熔断。

当然，本发明还可根据测量得到的电流对系统的故障成因进行定量分析。为结合历史数据分析，本发明中还可存储测量得到的电流数据。

本发明中，测量单元可通过有线方式直接将电流测量结果发送至显示单元。但考虑到在故障情况时，消谐器上有可能产生过电压，而电磁式电压互感器弱绝缘侧、测量单元和消谐器是等电位的，产生的过电压将抬高数据传送线路的电位，如不对传送线路进行仔细的过电压保护设计，将导致整个系统的击穿，而增加过压保护部分会增加系统复杂度和成本，因此本发明优选无线传输方式。具体的，可设置一与测量单元相连的无线发射电路，以使测量单元将测得的电流通过无线方式发送至显示单元。

关于本发明中测量单元的供电问题，考虑到测量单元可能会实时测量，连续工作，因此，采用电池供电的方式显然不妥。为此，本发明可通过连接于三相电磁式电压互感器一次侧与测量单元之间的穿芯电流互感器CT向测量单元提供电源。

在优选实施例中，该穿芯电流互感器可同时向无线发射电路供电。

为降低功耗，测量单元的单片机可使用微功耗型。并且优选的，可选用集成了无线通讯功能的单片机，以最大程度的降低功耗并减小装置的体积。

需要说明的是，本发明的方法实施例与本发明装置实施例相对应，相关部分参照装置实施例即可，此处不再做详细介绍。

以上对本发明所提供的分级绝缘电磁式PT一次侧电流检测装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测装置，包括三相电磁式电压互感器PT、连接在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与三相电力电网的各相母线之间的高压熔丝以及串接于所述三相电磁式PT一次侧中性点与地之间的消谐器，其特征在于，所述装置还包括：串联在所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述一次侧中性点之间的标准取样电阻、用于取样并测量所述标准取样电阻的电流的测量单元以及用于显示所述测量单元测得的电流的显示单元。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括无线发射电路，与所述测量单元相连，用于将所述测得的电流通过无线方式发送至所述显示单元。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括穿芯电流互感器CT，连接于所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述测量单元之间，用于向所述测量单元提供电源。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测量单元和所述无线发射电路集成在同一芯片上。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示单元，还用于存储所述测得的电流。

6.一种分级绝缘电磁式PT一次侧电流监测方法，应用在如权利要求1所述的装置中，其特征在于，所述方法包括：

所述测量单元对所述标准取样电阻的电流进行取样并测量；

所述测量单元将测量得到的电流发送至所述显示单元；

所述显示单元对所述测量得到的电流进行显示。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述测量得到的电流为零时，判定所述高压熔丝熔断。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述测量单元将测量得到的电流发送至所述显示单元具体为：

所述测量单元将测量得到的电流通过无线发射电路发送至所述显示单元。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述装置通过连接于所述三相电磁式电压互感器PT一次侧与所述测量单元之间的穿芯电流互感器CT向所述测量单元提供电源。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测量单元和所述无线发射电路集成在同一芯片上。

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