CN106569083A - 三相电力仪表接线异常识别方法 - Google Patents
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Abstract
一种三相电力仪表接线异常识别方法，涉及电力系统技术领域，所解决的是三相电力仪表接线异常识别的技术问题。该方法先根据供电支路的负荷特性制作一张圆盘分析图，并在该圆盘分析图上设定多个识别分区；然后根据目标三相电力仪表所属的供电支路的电气量计算目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标；再根据目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标，对目标三相电力仪表的接线状况进行识别分析。本发明提供的方法，能快速有效的识别出供电支路中存在接线异常的三相电力仪表。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术，特别是涉及一种三相电力仪表接线异常识别方法的技术。
背景技术
电力能效监视系统或者传统电力SCADA系统中，需要在变电站、配电房内安装大量的三相电力仪表，并由数据集中单元或通讯管理单元将被测回路的电流、功率、功率因数、电能量等采样数据通过各种通讯媒介传输到远程监视系统中。这些相关电力仪表需要人工接入三相电压、电流、通讯等大量二次线缆，一旦出现现场施工不规范、检查不到位，就容易导致部分电力仪表出现错相、逆序、接触不良等接线问题。这些不规范的接线，往往导致相关仪表接线异常，进而影响到远程监视系统的正常运行和分析。目前对于供电支路中的三相电力仪表的接线异常识别没有行之有效的检测方法，只能依赖于人工检查。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能快速有效的识别出供电支路中存在接线异常的三相电力仪表的三相电力仪表接线异常识别方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种三相电力仪表接线异常识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）制作一张圆盘分析图，该圆盘分析图的制作方法为：
设定一个分析坐标系，该坐标系为二维直角坐标系，该坐标系的横轴为X轴，该坐标系的纵轴为Y轴；
以分析坐标系的原点为圆心，作五个半径相异的同心圆，该五个同心圆从小到大依次分别为圆1、圆2、圆3、圆4、圆5；
将圆1所围合的区域定义为I分区，圆1与圆2之间的圆环区域定义为H分区，圆2与圆3之间的圆环区域定义为G分区，圆3与圆4之间的圆环区域定义为F分区，圆5外侧的区域定义为W分区；
沿顺时针方向，将圆4、圆5之间的圆环区域划分成10个分区，该10个分区沿顺时针方向依次分别为A分区、C分区、D分区、B分区、D分区、E分区、D分区、B分区、D分区、C分区，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段均为直线，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段的延长线都经过分析坐标系的原点；
其中，分析坐标系的X轴正半轴穿过A分区，分析坐标系的X轴负半轴穿过E分区；
其中，A分区与逆时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为+k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k2，A分区与顺时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为-k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k2，
其中，E分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k1，E分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k1；
其中，每个B分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为-k3，并且每个B分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为+k3；
其中，k1的取值为0.7～0.8，k2的取值为1～1.5，k3的取值为15～30；
2）获取目标三相电力仪表所属的供电支路的五个电气量，该五个电气量分别为三相总有功功率P、三相总无功功率Q，及三相电流Ia、Ib、Ic；
其中，供电支路的三相总有功功率P的数值为正值则代表该有功功率为用电功率，供电支路的三相总有功功率P的数值为负值则代表该有功功率为发电功率，三相总无功功率Q的数值为正值则代表该无功功率为感性功率，三相总无功功率Q的数值为负值则代表该无功功率为容性功率；
3）计算目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y），具体计算公式为：
x=P/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
y=Q/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
其中，U为目标三相电力仪表所属的供电支路的三相母线相电压平均值，或为目标三相电力仪表所属的供电支路的母线额定相电压的1.05倍；
4）根据目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）进行识别；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在A分区，则表明目标三相电力仪表的接线正常；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在B分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路不是无功补偿支路，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在C分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路的用电负载的功率因数大于等于0.8，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在D分区，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在E分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的下游存在发电设备，或是目标三相电力仪表发生了三相CT极性全接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在F分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的主要负荷为两相式线电压负载，或是目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压低于0.95倍的额定电压，或是目标三相电力仪表发生了一相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在G分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相电压未接入的状况，或是目标三相电力仪表发生了至少两相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在H分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相或两相CT极性接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在I分区，则表明目标三相电力仪表的电压或电流有且只有一组发生了发生了接线相序错误；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在W分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压高于目标三相电力仪表的1.15倍额定电压。
进一步的，圆1的半径取0.2，圆2的半径取0.5、圆3的半径取0.8，圆4的半径取0.9，圆5的半径取1.1。
进一步的，k1的取值为0.75，k2的取值为1，k3的取值为20。
本发明提供的三相电力仪表接线异常识别方法，根据目标三相电力仪表所属的供电支路的负荷性质制作圆盘分析图，并利用圆盘分析图，通过有限获得的采样数据，能快速有效的识别出供电支路中存在接线异常的三相电力仪表。
附图说明
图1是本发明实施例的三相电力仪表接线异常识别方法中的圆盘分析图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种三相电力仪表接线异常识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）制作一张圆盘分析图，该圆盘分析图的制作方法为：
设定一个分析坐标系，该坐标系为二维直角坐标系，该坐标系的横轴为X轴，该坐标系的纵轴为Y轴；
以分析坐标系的原点为圆心，作五个半径相异的同心圆，该五个同心圆从小到大依次分别为圆1、圆2、圆3、圆4、圆5，圆1的半径取0.2，圆2的半径取0.5、圆3的半径取0.8，圆4的半径取0.9，圆5的半径取1.1；
将圆1所围合的区域定义为I分区，圆1与圆2之间的圆环区域定义为H分区，圆2与圆3之间的圆环区域定义为G分区，圆3与圆4之间的圆环区域定义为F分区，圆5外侧的区域定义为W分区；
沿顺时针方向，将圆4、圆5之间的圆环区域划分成10个分区，该10个分区沿顺时针方向依次分别为A分区、C分区、D分区、B分区、D分区、E分区、D分区、B分区、D分区、C分区，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段均为直线，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段的延长线都经过分析坐标系的原点；
其中，分析坐标系的X轴正半轴穿过A分区，分析坐标系的X轴负半轴穿过E分区；
其中，A分区与逆时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为+k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k2，A分区与顺时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为-k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k2，
其中，E分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k1，E分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k1；
其中，每个B分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为-k3，并且每个B分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为+k3；
其中，k1的取值为0.7～0.8，k2的取值为1～1.5，k3的取值为15～30；
2）获取目标三相电力仪表所属的供电支路的五个电气量，该五个电气量分别为三相总有功功率P、三相总无功功率Q，及三相电流Ia、Ib、Ic；
其中，供电支路的五个电气量可以是在同一时刻所测得的数值，也可以取同一时段内的平均值；
其中，供电支路的三相总有功功率P的数值为正值则代表该有功功率为用电功率，供电支路的三相总有功功率P的数值为负值则代表该有功功率为发电功率，三相总无功功率Q的数值为正值则代表该无功功率为感性功率，三相总无功功率Q的数值为负值则代表该无功功率为容性功率；
3）计算目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y），具体计算公式为：
x=P/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
y=Q/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
其中，U为目标三相电力仪表所属的供电支路的三相母线相电压平均值，或为目标三相电力仪表所属的供电支路的母线额定相电压的1.05倍；
4）根据目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）进行识别；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在A分区，则表明目标三相电力仪表的接线正常；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在B分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路不是无功补偿支路，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在C分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路的用电负载的功率因数大于等于0.8，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在D分区，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在E分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的下游存在发电设备（即该供电支路的发电量大于受电量），或是目标三相电力仪表发生了三相CT极性全接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在F分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的主要负荷为两相式线电压负载，或是目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压低于0.95倍的额定电压，或是目标三相电力仪表发生了一相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在G分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相电压未接入的状况，或是目标三相电力仪表发生了至少两相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在H分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相或两相CT极性接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在I分区，则表明目标三相电力仪表的电压或电流有且只有一组发生了发生了接线相序错误；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在W分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压高于目标三相电力仪表的1.15倍额定电压；
其中，电压输入接触不良是指接入三相电力仪表的二次电压线的相关连接点存在明显的接触电阻，导致母线侧电压与仪表端子上的对应相电压出现电压差值；
其中，CT极性接反是指电流互感器原边侧P1\P2方向接反或者副边侧S1\S2方向接反；
其中，相序错误是指电压采用正序接线，而电流采用了逆序接线，或者是电压采用了逆序接线，而电流采用了正序接线。
其中，错相接线是指三相电压、三相电流输入接线相序虽然正确，但三相电压或发生了错位接线，或者三相电流发生了错位接线；例如该仪表在接线时，本应依次接入A、B、C三相电压（或电流），却被依次误接为B、C、A三相电压（或电流），或者C、A、B三相电压（或电流）。
本发明实施例中，k1的取值为0.75，k2的取值为1，k3的取值为20。
Claims (3)
1.一种三相电力仪表接线异常识别方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）制作一张圆盘分析图，该圆盘分析图的制作方法为：
设定一个分析坐标系，该坐标系为二维直角坐标系，该坐标系的横轴为X轴，该坐标系的纵轴为Y轴；
以分析坐标系的原点为圆心，作五个半径相异的同心圆，该五个同心圆从小到大依次分别为圆1、圆2、圆3、圆4、圆5；
将圆1所围合的区域定义为I分区，圆1与圆2之间的圆环区域定义为H分区，圆2与圆3之间的圆环区域定义为G分区，圆3与圆4之间的圆环区域定义为F分区，圆5外侧的区域定义为W分区；
沿顺时针方向，将圆4、圆5之间的圆环区域划分成10个分区，该10个分区沿顺时针方向依次分别为A分区、C分区、D分区、B分区、D分区、E分区、D分区、B分区、D分区、C分区，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段均为直线，并且该10个分区中的相邻分区之间的分界线段的延长线都经过分析坐标系的原点；
其中，分析坐标系的X轴正半轴穿过A分区，分析坐标系的X轴负半轴穿过E分区；
其中，A分区与逆时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为+k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k2，A分区与顺时针侧的相邻C分区之间的分界线段的斜率为-k1，并且该C分区与相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k2，
其中，E分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为+k1，E分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率为-k1；
其中，每个B分区与逆时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为-k3，并且每个B分区与顺时针侧的相邻D分区之间的分界线段的斜率均为+k3；
其中，k1的取值为0.7～0.8，k2的取值为1～1.5，k3的取值为15～30；
2）获取目标三相电力仪表所属的供电支路的五个电气量，该五个电气量分别为三相总有功功率P、三相总无功功率Q，及三相电流Ia、Ib、Ic；
其中，供电支路的三相总有功功率P的数值为正值则代表该有功功率为用电功率，供电支路的三相总有功功率P的数值为负值则代表该有功功率为发电功率，三相总无功功率Q的数值为正值则代表该无功功率为感性功率，三相总无功功率Q的数值为负值则代表该无功功率为容性功率；
3）计算目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y），具体计算公式为：
x=P/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
y=Q/[U×(Ia+Ib+Ic)]；
其中，U为目标三相电力仪表所属的供电支路的三相母线相电压平均值，或为目标三相电力仪表所属的供电支路的母线额定相电压的1.05倍；
4）根据目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）进行识别；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在A分区，则表明目标三相电力仪表的接线正常；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在B分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路不是无功补偿支路，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在C分区，并且目标三相电力仪表所属的供电支路的用电负载的功率因数大于等于0.8，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在D分区，则表明目标三相电力仪表发生了错相接线；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在E分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的下游存在发电设备，或是目标三相电力仪表发生了三相CT极性全接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在F分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的主要负荷为两相式线电压负载，或是目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压低于0.95倍的额定电压，或是目标三相电力仪表发生了一相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在G分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相电压未接入的状况，或是目标三相电力仪表发生了至少两相电压输入接触不良状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在H分区，则表明目标三相电力仪表发生了一相或两相CT极性接反的状况；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在I分区，则表明目标三相电力仪表的电压或电流有且只有一组发生了发生了接线相序错误；
如果目标三相电力仪表在分析坐标系中的坐标（x，y）落在W分区，则表明目标三相电力仪表所属的供电支路的母线电压高于目标三相电力仪表的1.15倍额定电压。
2.根据权利要求1所述的三相电力仪表接线异常识别方法，其特征在于：圆1的半径取0.2，圆2的半径取0.5、圆3的半径取0.8，圆4的半径取0.9，圆5的半径取1.1。
3.根据权利要求1所述的三相电力仪表接线异常识别方法，其特征在于：k1的取值为0.75，k2的取值为1，k3的取值为20。
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