CN109740261B - 一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统及方法，包括：数据录入单元，图形绘制单元以及结果分析单元；所述图形绘制单元被配置为自动提取在数据录入单元录入的数据，对电流电压数据进行二次值到一次值的转换，并将中、低压侧电流折算到高压侧，然后基于转换后的电流电压幅值和相位自动绘制向量图，并将分析后的数据发送至结果分析单元进行结果展示。本发明有益效果：采用数据实测和后台计算相结合的方式，能大大提高向量绘制的速度和准确性，节省了人力和物力，在实际应用中有很高的推广价值。

Description

一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统及方法
技术领域
本发明属于继电保护领域，具体涉及一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统及方法。
背景技术
对新安装的或设备回路有较大变动的装置，在投入运行以前，必须用一次电流和工作电压加以检验和判定，确定接入装置的电压、电流回路是否存在相别、变比、极性或接线等错误。传统的检验方法一般分为测试向量、电流折算、参考向量收集、作向量图、结果判断五个步骤。该检验方法是传统新安装或设备回路有较大变动的装置在投运前的必要手段，根据电流、电压的相位关系绘制向量图形，并以此为基础判断结果正确性。
目前该检验方法均为手动绘制，对相关人员专业素质要求较高，会耗费大量的时间。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统及方法，利用移动端方便快捷的特点以及结合实测值来达到快速准确的检测装置电压、电流回路。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
在一个或多个实施方式中公开的一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统，包括：数据录入单元，图形绘制单元以及结果分析单元；所述图形绘制单元被配置为自动提取在数据录入单元录入的数据，对电流电压数据进行二次值到一次值的转换，并将中、低压侧电流折算到高压侧，然后基于转换后的电流电压幅值和相位自动绘制向量图，并将分析后的数据发送至结果分析单元进行结果展示。
进一步地，所述数据录入单元需要录入的数据包括：PT变比、CT变比、有功功率、无功功率、基准电流、额定电压、三相电压和电流实测值的幅值和相位。
在一个或多个实施方式中公开的一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的方法，包括：
分别采集PT变比、CT变比、有功功率、无功功率、基准电流、额定电压、三相电压和电流实测值的幅值和相位信息；
将三相电压和电流实测值由二次值转换为一次值；
将中压侧和低压侧的电流值折算到高压侧；
根据上述处理后的数据在图形绘制页面绘制向量图；
验证向量图绘制是否正确，并输出验证结果。
进一步地，所述将三相电压和电流实测值由二次值转换为一次值，具体为：
高压侧A,B,C相电流一次值等于高压侧A,B,C相电流二次值与高压侧CT变比的乘积；
中压侧A,B,C相电流一次值等于中压侧A,B,C相电流二次值与中压侧CT变比的乘积；
低压侧A,B,C相电流一次值等于低压侧A,B,C相电流二次值与低压侧CT变比的乘积；
高压侧A,B,C相电压一次值等于高压侧A,B,C相电压二次值与高压侧PT变比的乘积；
中压侧A,B,C相电压一次值等于中压侧A,B,C相电压二次值与中压侧PT变比的乘积；
低压侧A,B,C相电压一次值等于低压侧A,B,C相电压二次值与低压侧PT变比的乘积。
进一步地，将中压侧和低压侧的电流值折算到高压侧，具体为：
中压侧折算到高压侧的A,B,C相电流一次值等于中压侧A,B,C相电流二次值与中压侧CT变比、中压侧额定电压和高压侧额定电压比值的乘积；
低压侧折算到高压侧的A,B,C相电流一次值等于低压侧A,B,C相电流二次值与低压侧CT变比、低压侧额定电压与高压侧额定电压比值的乘积。
进一步地，根据上述处理后的数据在图形绘制页面绘制向量图，具体为：
以UA作为坐标系的Y轴的正方向,把三相电流电压的数值转换为线段的长度,并且把录入的相角转换为角度,以UA为基准按照顺时针旋转此角度进行图形的绘制。
进一步地，验证向量图绘制是否正确，具体为：
验证绘制的向量图是否满足如下条件：
UA、UB、UC、相位关系满足：在设定的误差内，UA超前UB 120°,UB超前UC 120°；
IA、IB、IC相位关系满足：在设定的误差内，IA超前IB 120°,IB超前IC 120°；
IA在六角象限图中的位置与有功、无功的送受关系满足：
a.IA在第一象限，测试点的一次功率应为有功功率与无功功率均从母线送往线路；
b.IA在第二象限，测试点的一次功率应为有功功率从母线送往线路,无功功率从线路送往母线；
c.IA在第三象限，测试点的一次功率应为有功功率和无功功率均从线路送往母线；
d.IA在第四象限，测试点的一次功率应为有功功率从线路送往母线,无功功率从母线送往线路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用数据实测和后台计算相结合的方式，能大大提高向量绘制的速度和准确性，节省了人力和物力，在实际应用中有很高的推广价值。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是基于基准电流带负荷测向量的流程图；
图2是六角象限图；
图3是向量投影图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中公开的一种向量图形自动绘制系统，该系统包括：数据录入单元，图形绘制单元以及结果分析单元；图形绘制单元被配置为自动提取在数据录入单元录入的数据，按照既定的算法对电流电压进行二次值到一次值的转换，以及将低压侧电流折算到高压侧等操作，然后基于转换后的电流电压幅值和相位自动绘制向量图，并将分析后的数据发送至结果分析单元进行结果展示。
其中，数据录入单元，具体需要录入的数据包括：PT变比、CT变比、有功功率(P)、无功功率(Q)、基准电流、额定电压、三相电压和电流(实测值)的幅值和相位；
所述PT变比，取自PT设备铭牌，用于将实测的三相电压二次值转换为一次值；
所述CT变比，取自CT设备铭牌，用于将实测的三相电流二次值转换为一次值；
所述有功功率，取自变电站监控后台，通过其正负来验证IA在向量图中的象限位置；
所述无功功率，取自变电站监控后台，通过其正负来验证IA在向量图中的象限位置；
所述基准电流，取自母联电流，用来验证输入的三相电流实测值是否正确；
所述额定电压，取自PT和CT的铭牌，用来将中压侧和电压侧三相电流折算成高压侧电流
在另外一些实施方式中公开的一种基于上述系统的工作方法，如图1所示，具体步骤包括：
(1)获取在录入界面输入的数据；
(2)将输入的三相电压和电流实测值由二次值转换为一次值；
(3)将中压侧和低压侧的电流值折算到高压侧；
(4)根据以上处理后的数据在图形绘制页面绘制向量图；
(5)将向量图绘制的正确与否验证结果和三相电流的正确与否的验证结果输出到结果分析页面进行显示。
所述步骤(2)中，将电压和电流由二次值转换为一次值得公式为：
高压侧:
中压侧:
低压侧:
在上面的公式中，IAH,IBH,IAL分别为高压侧a,b,c相电流一次值；IAM,IBM,ICM分别为中压侧a,b,c相电流一次值；IAL,IBL,ICL分别为低压侧a,b,c相电流一次值；IaH,IbH,IcH分别为高压侧a,b,c相电流二次值；IaM,IbM,IcM分别为中压侧a,b,c相电流二次值；IaL,IbL,IcL分别为低压侧a,b,c相电流二次值；CTH,CTM,CTL分别高压侧,中压侧,低压侧CT变比。
UAH,UBH,UCH分别为高压侧a,b,c相电压一次值；UAM,UBM,UCM分别中压侧a,b,c相电压一次值；UAL,UBL,UCL分别低压侧a,b,c相电压一次值；UaH,UbH,UcH分别为高压侧a,b,c相电压二次值；UaM,UbM,UcM分别为中压侧a,b,c相电压二次值；UaL,UbL,UcL分别为低压侧a,b,c相电压二次值；PTH，PTM，PTL分别为高压侧，中压侧，低压侧PT变比。
所述步骤(3)中，确定高压侧为基本侧，基本侧的一次侧电流仅由其二次电流根据实际变比转换而得，不需要进行折算；将另两侧同名相一次电流折算至基本侧，算出折算后的三侧一次电流。电流的折算公式为：
在上面的公式中，ΔIAM，ΔIBM，ΔICM为中压侧折算到高压侧的a,b,c相电流一次值；ΔIAL,ΔIBL,ΔICL为低压侧折算到高压侧的a,b,c相电流一次值；IaM，IbM，IbM分别为中压侧a,b,c相电流二次值；IaL,IbL,IcL分别为低压侧a,b,c相电流二次值；CTM,CTL分别为中压侧，低压侧CT变比；VolH,VolM,VolL分别为高压侧，中压侧，低压侧额定电压。
所述步骤(4)中，根据上述处理后的数据在图形绘制页面绘制向量图，具体为：以UA作为坐标系的Y轴的正方向,把三相电流电压的数值转换为线段的长度,并且把录入的相角转换为角度,以UA为基准按照顺时针旋转此角度进行图形的绘制。图3是向量投影图,借用相位表、电流表、电压表等测量工具，在向量图上画出各个被测量与选定参考量的相位关系。
所述步骤(5)中，判断向量图绘制是否正确的条件为：
1)UA、UB、UC、相位关系应满足，UA超前UB 120°,UB超前UC 120°(误差在+-6°以内)
2)IA、IB、IC相位关系应满足，IA超前IB 120°,IB超前IC 120°(误差在+-6°以内)
3)如图2所示，使用有功功率P和无功功率Q制作一个二维坐标系，通过IA在坐标系中的位置来判断测试设备的极性和接线是否正确；
IA在六角象限图中的位置与有功、无功的送受关系应满足如下条件：
a.IA在第一象限，测试点的一次功率应为”送出有功，送出无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率与无功功率均从母线送往线路。
b.IA在第二象限，测试点的一次功率应为”送出有功，接受无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率从母线送往线路,无功功率从线路送往母线。
c.IA在第三象限，测试点的一次功率应为”接受有功，接受无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率和无功功率均从线路送往母线。
d.IA在第四象限，测试点的一次功率应为”接受有功，送出无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率从线路送往母线,无功功率从母线送往线路。
所述步骤(5)中，判断三相电流的正确与否的条件是：三相电流和基准电流的差值的绝对值小于0.05kA为正确。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的方法，基于一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的系统，其特征在于，包括：数据录入单元，图形绘制单元以及结果分析单元；所述图形绘制单元被配置为自动提取在数据录入单元录入的数据，对电流电压数据进行二次值到一次值的转换，并将中、低压侧电流折算到高压侧，然后基于转换后的电流电压幅值和相位自动绘制向量图，并将分析后的数据发送至结果分析单元进行结果展示；
所述对电流电压数据进行二次值到一次值的转换，具体为将三相电压和电流实测值由二次值转换为一次值：
高压侧A，B，C相电流一次值等于高压侧A，B，C相电流二次值与高压侧CT变比的乘积；
中压侧A，B，C相电流一次值等于中压侧A，B，C相电流二次值与中压侧CT变比的乘积；
低压侧A，B，C相电流一次值等于低压侧A，B，C相电流二次值与低压侧CT变比的乘积；
高压侧A，B，C相电压一次值等于高压侧A，B，C相电压二次值与高压侧PT变比的乘积；
中压侧A，B，C相电压一次值等于中压侧A，B，C相电压二次值与中压侧PT变比的乘积；
低压侧A，B，C相电压一次值等于低压侧A，B，C相电压二次值与低压侧PT变比的乘积；
所述将中、低压侧电流折算到高压侧，具体为：确定高压侧为基本侧，基本侧的一次侧电流仅由其二次电流根据实际变比转换而得，不需要进行折算；将另两侧同名相一次电流折算至基本侧，算出折算后的三侧一次电流；电流的折算公式为：
ΔIAM＝IaM x CTM x VolM/VolH
ΔIBM＝IbM x CTM x VolM/VolH
ΔICM＝IcM x CTM x VolM/VolH
ΔIAL＝IaLx CTL x VolL/VolH
ΔIBL＝IbL x CTL x VolL/VolH
ΔICL＝IcLx CTL x VolL/VolH
在上面的公式中，ΔIAM，ΔIBM，ΔICM为中压侧折算到高压侧的a，b，c相电流一次值；ΔIAL，ΔIBL，ΔICL为低压侧折算到高压侧的a，b，c相电流一次值；IaM，IbM，IbM分别为中压侧a，b，c相电流二次值；IaL，IbL，IcL分别为低压侧a，b，c相电流二次值；CTM，CTL分别为中压侧，低压侧CT变比；VolH，VolM，VolL分别为高压侧，中压侧，低压侧额定电压；
基于转换后的电流电压幅值和相位自动绘制向量图，具体为：
以UA作为坐标系的Y轴的正方向，把三相电流电压的数值转换为线段的长度，并且把录入的相角转换为角度，以UA为基准按照顺时针旋转此角度进行图形的绘制；
判断向量图绘制是否正确的条件为：
UA、UB、UC、相位关系应满足，UA超前UB 120°,UB超前UC 120°；
IA、IB、IC相位关系应满足，IA超前IB 120°,IB超前IC 120°；
使用有功功率P和无功功率Q制作一个二维坐标系，通过IA在坐标系中的位置来判断测试设备的极性和接线是否正确；
IA在六角象限图中的位置与有功、无功的送受关系应满足如下条件：
IA在第一象限，测试点的一次功率应为”送出有功，送出无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率与无功功率均从母线送往线路；
IA在第二象限，测试点的一次功率应为”送出有功，接受无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率从母线送往线路,无功功率从线路送往母线；
IA在第三象限，测试点的一次功率应为”接受有功，接受无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率和无功功率均从线路送往母线；
IA在第四象限，测试点的一次功率应为”接受有功，送出无功”，即：测试点的一次功率应为有功功率从线路送往母线,无功功率从母线送往线路；
判断三相电流的正确与否的条件是：三相电流和基准电流的差值的绝对值小于0.05kA为正确；
所述方法包括：
分别采集PT变比、CT变比、有功功率、无功功率、基准电流、额定电压、三相电压和电流实测值的幅值和相位信息；
将三相电压和电流实测值由二次值转换为一次值；
将中压侧和低压侧的电流值折算到高压侧；
根据上述处理后的数据在图形绘制页面绘制向量图；
验证向量图绘制是否正确，并输出验证结果。
2.如权利要求1所述的一种主变设备带负荷测向量自动绘制图形的方法，其特征在于，
所述数据录入单元需要录入的数据包括：PT变比、CT变比、有功功率、无功功率、基准电流、额定电压、三相电压和电流实测值的幅值和相位。
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