CN103954883B - 一种电压互感器二次接线检查方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电压互感器二次接线检查方法及装置，信号源模块根据处理单元的控制指令将检查用电压信号施加到被测电压互感器的二次绕组上，被测电压互感器的一次绕组上产生一次绕组电压，一次绕组电压经互感器模块转换到检查用电压信号的水平，被测电压互感器的一次绕组电压、检查用电压信号以及被测电压互感器的剩余绕组电压输送到处理单元，处理单元分析、比较后在显示电路上显示出检查结果。本发明提供了一种结构简单、查线效率以及准确率高的电压互感器二次接线检查方法及装置，能够很好地保护电压互感器及相应的负载。

Description

一种电压互感器二次接线检查方法及装置

技术领域

本发明属于电气技术领域，具体涉及电压互感器中的电压互感器的接线错误检查。

背景技术

电压互感器，尤其是高压电压互感器作为发电厂、变电站、用户变电所中使用的重要设备，其接线的正确性对于供电的安全以及稳定起着重要的意义。

电压互感器中的电压互感器的二次接线的正确与否，直接关系到了负载甚至整个电路的运行安全是否安全。如果电压互感器的二次接线错误，则会造成电能计量不准确、继电保护装置误动或者拒动，甚至会烧毁高压电压互感器或者导致供电中断。

变电站新安装或检修之后的电压互感器都必须进行电压互感器的二次接线的检查。

目前通常采用人工查线的方式检查电压互感器的二次接线是否正确，该方式查线效率和误接线查出率比较低，没有查出的误接线影响电网的安全运行或者导致电压互感器烧毁的现象时有发生。

发明内容

本发明旨在提供一种电压互感器二次接线检查方法及装置，能够自动的实现电压互感器二次接线是否正确的检测，大大提高了查线效率和准确性。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种电压互感器二次接线检查方法，该方法包括以下步骤：

1)获取检查用电压信号；

2)向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号；

3)处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压并进行比较分析，判断被测电压互感器的二次绕组接线是否正确。

进一步的，所述获取检查用电压信号的方法为：市电连接信号源模块，信号源模块输出检查用电压信号。

进一步的，所述向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号的方法为：通过处理单元向远程控制模块发送控制指令，远程控制模块根据接收到的控制指令将检查用电压信号加到被测电压互感器的二次绕组上，被测电压互感器的一次绕组上产生相应的一次绕组电压。

进一步的，所述处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压的方法为：通过多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的一次绕组获取被测电压互感器的一次绕组电压；多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的剩余绕组获取被测电压互感器的剩余绕组电压；多路交流电压测量模块连接信号源电压互感器获取检查用电压信号。

进一步的，所述处理单元判断被测电压互感器的二次绕组接线是否正确，当判断接线错误时，还能判断出错误之处的方法为：当处理单元发送控制指令依次对被测电压互感器的二次绕组的三相上加上相应的电压信号时，则有以下的情况发生：

I.处理单元也依次接收到多路交流电压测量模块输送的电压信号，则接线正确，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

II.其中有一相的一次绕组上的电压信号没有输送到处理单元，则判断相应的相接错，错误类型为缺相，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

III.当给二次绕组的相应的相加上电压信号时，处理单元接收到另外的一次绕组上的电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为相序接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

IV.处理单元接收到相应的电压信号为负值，则判断相应的相接错，错误类型为极性接反，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

V.向二次绕组的一相加电压信号时，处理单元接收到一次绕组上的三相电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为开口三角形接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮。

本发明还公开了一种电压互感器二次接线检查装置，包括提供检查用电压信号的信号源模块，变换电压水平的互感器模块，还包括显示电路、按键电路、远程控制模块、处理单元以及多路交流电压测量模块；

所述信号源模块的电压信号输出端连接远程控制模块的电压信号输入端，远程控制模块的总线接口连接处理单元的通讯接口，远程控制模块的电压信号输出端连接被测电压互感器的二次绕组，被测电压互感器的一次绕组通过互感器模块连接多路交流电压测量模块的电压信号输入端，多路交流电压测量模块的电压信号输入端还连接信号源模块的电压信号输出端以及被测电压互感器的二次绕组的剩余绕组，多路交流电压测量模块的电压信号输出端连接处理单元的通讯接口，所述处理单元的按键信号接口连接按键电路的输出端，处理单元的显示信号接口连接显示电路的信号输入端；

还包括为各个电路以及模块的运行提供直流电源的直流电路，以及为装置的运行提供交流电压信号的交流电源电路。

进一步的，所述的信号源模块包括信号源电压互感器，所述信号源电压互感器的一次线圈通过电源开关连接市电，二次线圈连接远程控制模块的电压信号输入端，以及多路交流电压测量模块的电压信号输入端。

进一步的，所述的远程控制模块包括远程I/O模块（Input/OutpuRemotecontrol，工业级远程采集与控制模块），所述远程I/O模块的总线接口连接处理单元的通讯接口，处理单元通过通讯接口对远程I/O模块发出控制指令，远程I/O模块的电压信号输入端连接信号源电压互感器的二次线圈，远程I/O模块的电压信号输出端连接被测电压互感器的二次绕组。

进一步的，所述的互感器模块包括三个相同的一次绕组电压互感器，所述一次绕组电压互感器的一次线圈连接被测电压互感器的一次绕组，一次绕组电压互感器的二次线圈连接多路交流电压测量模块的信号输入端。

进一步的，所述的多路交流电压测量模块包括多路电压模拟量采集模块，用于采集交流电压信号，所述多路电压模拟量采集模块的数个电压信号输入端分别连接信号源电压互感器的二次线圈、被测电压互感器的二次绕组的剩余电压绕组以及三个一次绕组电压互感器的二次线圈，多路电压模拟量采集模块的电压信号输出端通过总线连接处理单元的通讯接口，处理单元经过分析比较发出高低电平。

进一步的，所述的多路电压模拟量采集模块的电压信号输入端通过抗干扰模块连接被测电压互感器的二次绕组的剩余电压绕组，所述抗干扰模块为一大容量电容。

所述的显示电路包括十个相同的发光二极管，发光二极管一端连接处理单元的显示信号接口，一端连接直流电路。

进一步的，所述的按键电路包括三个相同的按键，按键一端连接处理单元的按键信号输入端，一端连接处理单元的传感器电源接口。

所述的直流电路包括直流开关电源，所述直流开关电源通过电源开关连接市电。

根据本发明所公开的技术方案，能够自动的实现电压互感器二次接线是否正确的检测，大大提高了查线效率和准确性，同时通过发光二极管直观地显示出检查结果。

附图说明

图1为本发明实施例中电压互感器二次接线检查方法的流程图；

图2为本发明实施例中处理单元判断被测电压互感器的二次绕组接线是否正确，如果错误判断出错误之处的方法的流程图；

图3为本发明实施例中电压互感器二次接线检查装置的原理框图；

图4为本发明实施例中信号源模块、远程控制模块、测量模块以及互感器模块的电路原理图；

图5为本发明实施例中按键电路以及显示电路的电路原理图；

图6为本发明实施例中直流电路以及交流电源电路的电路原理图。

具体实施方式

本发明通过在被测电压互感器的二次绕组上施加检查用电压信号，再检测被测电压互感器的一次绕组上是否产生相应的电压信号，从而判断电压互感器的二次接线是否正确，如果错误判断出错误类型，以及错误的位置。

下面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的一部分实施例而不是全部的实施例。

本发明实施例提供一种电压互感器二次接线检查方法，如图1所示，包括：

步骤1、获取检查用电压信号；

步骤2、向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号；

步骤3、处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压并进行比较分析，判断被测电压互感器的二次绕组接线是否正确，如果错误判断出错误之处。

发现接线错误后可以及时进行修改，从而保障设备的正常运行。

其中，步骤1中获取检查用电压信号的方法为：直接用市电连接信号源模块，从而将220伏的市电转换为1伏左右的交流电压，便于后续分析比较。

步骤2中向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号的方法为：通过处理单元向远程控制模块发送控制指令，远程控制模块根据接收到的控制指令将检查用电压信号依次加到被测电压互感器的二次绕组上，此时会在被测电压互感器的一次绕组上产生相应的一次绕组电压。

步骤3中所述处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压的方法，如图2所示，通过多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的一次绕组获取被测电压互感器的一次绕组电压；多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的剩余绕组获取被测电压互感器的剩余绕组电压；多路交流电压测量模块连接信号源电压互感器获取检查用电压信号。

处理单元根据接收到的信号判断接线是否正确以及如果错误判断出错误之处的方法：当处理单元发送控制指令依次对被测电压互感器的二次绕组的三相上加上相应的电压信号时，则有以下的情况发生：

i.其中有一相的一次绕组上的电压信号没有输送到处理单元，则判断相应的相接错，错误类型为缺相，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

ii.当给二次绕组的相应的相加上电压信号时，处理单元接收到另外的一次绕组上的电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为相序接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

iii.处理单元接收到相应的电压信号为负值，则判断相应的相接错，错误类型为极性接反，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

iv.给二次绕组的一相加电压信号时，处理单元接收到一次绕组上的三相电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为开口三角形接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮。

本发明的实施例还提供一种电压互感器二次接线检查装置，如图3所示，包括：信号源模块，用于获取检查用电压信号；远程控制模块、远程控制模块、互感器模块、处理单元、显示电路、按键电路以及多路交流电压测量模块；

所述的信号源模块连接远程控制模块以及多路交流电压测量模块，远程控制模块连接处理单元以及被测电压互感器的二次绕组，被测电压互感器的一次绕组通过互感器模块连接多路交流电压测量模块，多路交流电压测量模块连接处理单元，处理单元分别连接按键电路以及显示电路。

为保证装置的正常运行还包括为各个电路以及模块的运行提供直流电源的直流电路，以及为装置的运行提供交流电压信号的交流电源电路。

进一步的，其中，如图4及图5所示，所述的信号源模块为二次接线检查提供检查用电压信号，包括信号源电压互感器TV，所述信号源电压互感器TV的一次线圈连接端口JL1、JL2的一端，二次线圈连接远程控制模块以及多路交流电压测量模块的电压信号输入端，端口JL1、JL2的另一端连接交流电源电路，通过信号源电压互感器TV将交流电源电路的电压转变为1V左右的电压信号。

所述的远程控制模块将信号源模块提供的二次接线检查用电压信号输送到测试电压互感器的二次绕组，包括远程I/O模块CON，所述的远程I/O模块CON的电压信号输入端（引脚为J2com）连接信号源电压互感器TV的二次线圈，远程I/O模块CON的总线接口（引脚分别为D+、D-）通过串行口连接可编程控制器PLC（型号为S7-224）的通讯接口（端口分别为3，8），远程I/O模块CON的电压信号输出端（引脚分别为J0K、J1K、J2K）连接测试电压互感器的二次绕组的接线端子a、b、c，远程I/O模块CON的电源输入端（引脚分别为VCC、GND）分别通过端口ZL+、ZL-连接直流电路。利用所述的远程I/O模块CON进行数据的远程传输为成熟的现有技术，远程I/O模块CON为市购产品。

所述的互感器模块将被测电压互感器的一次绕组上的电压信号转变为信号源模块的输出电压信号的水平，从而便于分析比较，包括三个相同的一次绕组电压互感器，分别为第一一次绕组电压互感器TVa、第二一次绕组电压互感器TVb、第三一次绕组电压互感器TVc，所述三个一次绕组电压互感器的一次线圈分别通过被测电压互感器的一次绕组的接线端子A、B、C连接被测电压互感器的一次绕组，二次线圈分别连接多路交流电压测量模块的电压信号输入端。

所述的多路交流电压测量模块对电压信号进行采集、传输，包括多路电压模拟量采集模块M，所述的多路电压模拟量采集模块M的第一、二、三电压信号输入端（引脚分别为U8+、U7+、U6+）分别连接第一一次绕组电压互感器TVa、第二一次绕组电压互感器TVb、第三一次绕组电压互感器TVc的二次线圈的正输出端，二次线圈的负输出端连接多路电压模拟量采集模块M的负电压信号输入端（引脚U6-），多路电压模拟量采集模块M的第四电压信号输入端（引脚为U11+）通过抗干扰模块连接被测电压互感器的二次绕组的接线端子l，从而将剩余电压绕组的电压输入到多路电压模拟量采集模块M，多路电压模拟量采集模块M的第五电压信号输入端（引脚为U0+）连接信号源电压互感器TV的二次线圈，从而将二次接线检查用电压信号输入到多路电压模拟量采集模块M，多路电压模拟量采集模块M的电压信号输出端（引脚分别为D+、D-）通过串行口连接可编程控制器PLC（型号为S7-224）的通讯接口（端口分别为3，8），多路电压模拟量采集模块M的电源输入端（引脚分别为VCC、GND）分别通过端口ZL+、ZL-连接直流电路。利用所述的多路电压模拟量采集模块M进行模拟量电压信号的采集以及传输为成熟的现有技术，多路电压模拟量采集模块M为市购产品。

所述的抗干扰模块用于滤除剩余绕组上的工频干扰信号，包括大容量电容CAP，所述大容量电容一端与被测电压互感器的二次绕组的剩余电压绕组接线端子l连接，一端接地。

所述可编程控制器PLC根据接收到的电压信号，进行比较，从而发出相应的高低电平显示检查结果，可编程控制器PLC中的比较过程为：可编程控制器PLC的通讯接口（端口分别为3，8）对远程I/O模块CON发出控制指令，使得远程I/O模块CON的相应的电压信号输出端导通，从而依次对被测电压互感器的二次绕组的a、b、c相上加上相应的电压信号时：

1、可编程控制器也依次接收到的多路交流电压测量模块输送的电压信号，则接线正确，可编程控制器PLC的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

2、其中有一相的一次绕组上的电压信号没有输送到可编程控制器，则判断相应的相接错，错误类型为缺相，可编程控制器PLC的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

3、当给二次绕组的相应的相加上电压信号时，可编程控制器接收到另外的相对应的一次绕组上的电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为相序接错，可编程控制器PLC的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；；

4、可编程控制器接收到的相应的电压信号为负值，则判断相应的相接错，错误类型为极性接反，可编程控制器PLC的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

5、给二次绕组的一相加电压信号时，可编程控制器接收到一次绕组上的三相电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为开口三角形接错，可编程控制器PLC的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮。

可编程控制器对接收到的信号进行比较，并根据比较结果发出高低电平为成熟的现有技术。

可编程控制器PLC的输入端子公共端（接口分别为M、2M、1M）相连，输出公共端（接口分别为1L、2L、3L）连接直流电路的负极。

所述按键电路用于对可编程控制器PLC发出动作指令，开始按键S1、停止按键S2、选择按键S3，所述的开始按键S1、停止按键S2以及选择按键S3一端连接可编程控制器PLC的按键信号输入端（接口分别为l1.2、l0.2、l0.5），另一端均连接可编程控制器PLC的传感器电压输出端（接口为L+）。

所述的显示电路用于对检查结果进行显示，包括十个相同的发光二极管，以第一发光二极管L1为例，第一发光二极管L1一端连接可编程控制器PLC的显示信号输出端（接口为Q1.1），另一端通过端口ZL+连接直流电路。

所述的交流电源电路为装置的运行提供交流电压信号，包括电源开关S，所述电源开关S通过插座P连接市电。

如图4所示，所述的直流电路为各个电路及模块的运行提供直流电源，包括第一、第二、第三直流开关电源G1、G2、G3，第一、第二、第三直流开关电源G1、G2、G3的交流输入端（引脚分别为N、L、E）均连接电源开关S，第一直流电源开关G1的直流输出端（引脚分别为V+、V-）连接110V直流接线端子；第二直流电源开关G2的直流输出端（引脚分别为V+、V-）连接220V直流接线端子；第三直流电源开关G3的直流输出端（引脚分别为V+、V-）连接端口ZL+、ZL-，从而第一、第二直流开关电源G1、G2为被测电压互感器提供110V和220V的直流操作电源，第三直流开关电源G3为各个电路以及模块的运行提供直流电源。

本发明通过在被测电压互感器的二次绕组上施加检查用电压信号，并采集检查用电压信号以及被测电压互感器的一次绕组电压，从而判断电压互感器的二次接线是否正确，其结构简单、查线效率高、准确率高，能够很好地保护电压互感器及相应的负载。

Claims (12)

1.一种电压互感器二次接线检查方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

获取检查用电压信号；

向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号；

处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压并进行比较分析，处理单元获取检查用电压信号、被测电压互感器的一次绕组电压、被测电压互感器的剩余绕组电压的方法为：通过多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的一次绕组获取被测电压互感器的一次绕组电压；多路交流电压测量模块连接被测电压互感器的剩余绕组获取被测电压互感器的剩余绕组电压；多路交流电压测量模块连接信号源电压互感器获取检查用电压信号；处理单元比较分析的方法为：当处理单元发送控制指令依次对被测电压互感器的二次绕组的三相上加上相应的电压信号时，则有以下的情况发生：

i.处理单元也依次接收到多路交流电压测量模块输送的电压信号，则接线正确，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

ii.其中有一相的一次绕组上的电压信号没有输送到处理单元，则判断相应的相接错，错误类型为缺相，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

iii.当给二次绕组的相应的相加上电压信号时，处理单元接收到另外的一次绕组上的电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为相序接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

iv.处理单元接收到相应的电压信号为负值，则判断相应的相接错，错误类型为极性接反，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮；

v.给二次绕组的一相加电压信号时，处理单元接收到一次绕组上的三相电压信号时，则判断相应的相接错，错误类型为开口三角形接错，处理单元的相应引脚发出高电平，相接的发光二极管亮，通过以上分析方法，判断被测电压互感器的二次绕组接线是否正确。

2.如权利要求1所述的电压互感器二次接线检查方法，其特征在于：所述获取检查用电压信号的方法为：市电连接信号源模块，信号源模块输出检查用电压信号。

3.如权利要求2所述的电压互感器二次接线检查方法，其特征在于：所述向被测电压互感器二次绕组施加检查用电压信号的方法：通过处理单元向远程控制模块发送控制指令，远程控制模块根据接收到的控制指令将检查用电压信号加到被测电压互感器的二次绕组上，被测电压互感器的一次绕组上产生相应的一次绕组电压。

4.一种用于权利要求1至3任意一项所述的电压互感器二次接线检查方法的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：包括提供检查用电压信号的信号源模块，变换电压水平的互感器模块，还包括显示电路、按键电路、远程控制模块、处理单元以及多路交流电压测量模块；

所述信号源模块的电压信号输出端连接远程控制模块的电压信号输入端，远程控制模块的总线接口连接处理单元的通讯接口，远程控制模块的电压信号输出端连接被测电压互感器的二次绕组，被测电压互感器的一次绕组通过互感器模块连接多路交流电压测量模块的电压信号输入端，多路交流电压测量模块的电压信号输入端还连接信号源模块的电压信号输出端以及被测电压互感器的二次绕组的剩余绕组，多路交流电压测量模块的电压信号输出端连接处理单元的通讯接口，所述处理单元的按键信号接口连接按键电路的输出端，处理单元的显示信号接口连接显示电路的信号输入端；

还包括为各个电路以及模块的运行提供直流电源的直流电路，以及为装置的运行提供交流电压信号的交流电源电路。

5.如权利要求4所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的信号源模块包括信号源电压互感器，所述信号源电压互感器的一次线圈通过电源开关连接市电，二次线圈连接远程控制模块的电压信号输入端，以及多路交流电压测量模块的电压信号输入端。

6.如权利要求5所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的远程控制模块包括远程I/O模块（Input/OutpuRemotecontrol，工业级远程采集与控制模块），所述远程I/O模块的总线接口连接处理单元的通讯接口，处理单元通过通讯接口对远程I/O模块发出控制指令，远程I/O模块的电压信号输入端连接信号源电压互感器的二次线圈，远程I/O模块的电压信号输出端连接被测电压互感器的二次绕组。

7.如权利要求6所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的互感器模块包括三个相同的一次绕组电压互感器，所述一次绕组电压互感器的一次线圈连接被测电压互感器的一次绕组，一次绕组电压互感器的二次线圈连接多路交流电压测量模块的信号输入端。

8.如权利要求7所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的多路交流电压测量模块包括多路电压模拟量采集模块，用于采集交流电压信号，所述多路电压模拟量采集模块的数个电压信号输入端分别连接信号源电压互感器的二次线圈、被测电压互感器的二次绕组的剩余电压绕组以及三个一次绕组电压互感器的二次线圈，多路电压模拟量采集模块的电压信号输出端通过总线连接处理单元的通讯接口，处理单元经过分析比较发出高低电平。

9.如权利要求8所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的多路电压模拟量采集模块的电压信号输入端通过抗干扰模块连接被测电压互感器的二次绕组的剩余电压绕组，所述抗干扰模块为一大容量电容。

10.如权利要求9所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的显示电路包括十个相同的发光二极管，发光二极管一端连接处理单元的显示信号接口，一端连接直流电路。

11.如权利要求10所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的按键电路包括三个相同的按键，按键一端连接处理单元的按键信号输入端，一端连接处理单元的传感器电源接口。

12.如权利要求11所述的电压互感器二次接线检查装置，其特征在于：所述的直流电路包括直流开关电源，所述直流开关电源通过电源开关连接市电。