CN112505609B - 一种电压测量装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电压测量装置及其检测方法，其中，电压测量装置包括：一次电压互感器、空气开关，以及保护装置，保护装置包括二次电压互感器，空气开关连接在一次电压互感器和二次电压互感器之间，与空气开关并联有分压元件。本发明通过设置一与空气开关并联的分压元件，测量二次电压互感器输出电压值，根据输出电压值判断空气开关的状态，当输出电压值等于二次电压互感器的额定输入电压时，判断空气开关处于闭合状态；当输出电压值等于分压元件的分压值时，判断空气开关处于断开状态。本发明可以有效地判断空气开关的状态，而且能够区分系统失压与空气开关断开系统未失压两种情形。

Description

一种电压测量装置及其检测方法
技术领域
本发明属于电力系统电压检测技术领域，具体涉及一种电压测量装置及其检测方法。
背景技术
电网电压是指示电力系统工作状态的重要依据，也是电力系统运行的主要控制参数，电压测量直接影响着电力系统的安全、稳定和优质运行，微机保护许多算法都是建立在与电压有关的基础之上，因此需要实时监测系统的电压变化。
电压互感器是一种降压变压器，正常运行时，电压互感器二次线圈相当于开路，阻抗很大，若二次回路短路时，阻抗迅速减小到几乎为零，这时二次回路会产生很大的短路电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。因此电压互感器需要在二次侧装设熔断器或空气开关以保护其自身不因二次侧短路而损坏。
加装熔断器或空气开关后，虽然可以保护电压互感器，但是也带来了一个新的问题，当熔断器故障或空气开关跳闸后，保护装置无法获取测量电压，不能区分是系统失压还是因为熔断器或空气开关导致的无压，会对保护装置的算法造成误判。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电压测量装置及其检测方法，以解决现有的检测装置无法区分空气开关的状态以及系统失压产生的真正原因。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电压测量装置，包括：一次电压互感器、空气开关，以及保护装置，所述保护装置包括二次电压互感器，所述空气开关连接在所述一次电压互感器和所述二次电压互感器之间，与所述空气开关并联有分压元件。
进一步地，所述分压元件的选取方法为：
计算Rx＝R*f/(1-f)，其中，R为二次电压互感器的等效输入阻抗，f为分压系数；
根据Rx，选取与Rx阻值最接近的标准分压元件。
进一步地，所述分压元件为电阻元件、电容元件或电感元件。
进一步地，所述保护装置为备自投装置。
一种电压测量装置的检测方法，基于如上所述的电压测量装置实施，包括：
测量所述二次电压互感器输出电压值，根据所述输出电压值判断所述空气开关的状态；
当所述输出电压值等于所述二次电压互感器的额定输入电压时，判断所述空气开关处于闭合状态；
当所述输出电压值等于所述分压元件的分压值时，判断所述空气开关处于断开状态。
进一步地，所述分压元件的选取方法为：
计算Rx＝R*f/(1-f)，其中，R为二次电压互感器的等效输入阻抗，f为分压系数；
根据Rx，选取与Rx阻值最接近的标准分压元件。
进一步地，所述分压元件为电阻元件、电容元件或电感元件。
进一步地，所述保护装置为备自投装置。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明通过在空气开关的两端并联一分压元件，可以根据测量的二次电压互感器输出电压值判断空气开关的闭合/断开状态，而且能够区分系统失压与空气开关断开系统未失压两种情形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的系统电压检测装置电路原理图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种电压测量装置，包括：一次电压互感器、空气开关，以及保护装置，保护装置可以是备自投装置，内部包括二次电压互感器，空气开关连接在一次电压互感器和二次电压互感器之间，与空气开关并联有分压元件，分压元件可以是电阻元件、电容元件或电感元件。
本发明实施例中，空气开关的闭合/断开状态可以根据测量的二次电压互感器输出电压值进行判断。具体是：当输出电压值等于二次电压互感器的额定输入电压时，判断空气开关处于闭合状态，此时测量回来处于正常工作状态；当输出电压值等于分压元件的分压值时，判断空气开关处于断开状态，此时二次电压互感器线圈发生短路；而当系统失压时，输出电压值为0。本实施例可以有效地判断空气开关的状态，而且能够区分系统失压与空气开关断开系统未失压两种情形。
基于于本发明实施例一提供的电压测量装置，本发明实施例二还提供了该电压测量装置的检测方法，其中，分压元件的选取方法为：
计算Rx＝R*f/(1-f)，其中，R为二次电压互感器的等效输入阻抗，f为分压系数；
根据Rx，选取与Rx阻值最接近的标准分压元件，分压元件可以是电阻元件、电容元件或电感元件。
下面以具体实施例对本发明作进一步说明。二次电压互感器的变比为U1：U2，U1＝100V，为额定输入电压，U2＝5V，为额定输出电压，二次电压互感器的额定负荷S为1VA，保护无压定值为30V。
选型分压电阻过程如下：
(1)计算二次电压互感器的等效输入阻抗R。
R＝k*U1*(U1+U2)/S，k为励磁电流补偿系数，取值范围为1.05～1.20，本实施例中k取值1.1，代入上述参数计算得到R＝11.55kΩ。
(2)根据保护无压定值获取分压系数。
保护无压定值为30V，分压定值取1.5倍保护无压定值为45V，则分压系数为f＝1-(45/100)＝0.55。
(3)计算分压电阻的理论值Rx，并选取标准电阻。
Rx＝R*f/(1-f)＝11.55*0.55/(1-0.55)＝14.12kΩ。根据实际市场情况，选取14kΩ的标准电阻(Rx')。
将14kΩ的标准电阻并联到空气开关两端，测量二次电压互感器输出电压值，判断空气开关的状态：
(1)当测量电压值Um＝U1＝100时，空气开关处于闭合状态，测量回路处于正常工作状态)；
(2)当Um＝U1*R/(R+Rx')＝100*11.55/(11.55+14)＝45.2V时，空气开关处于断开状态；
(3)当Um＝0时，系统处于失压状态。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明实施例可以有效地判断测量回路中空气开关的状态，而且能够区分系统失压与空气开关断开系统未失压两种情形。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种电压测量装置，其特征在于，包括：一次电压互感器、空气开关，以及保护装置，所述保护装置包括二次电压互感器，所述空气开关连接在所述一次电压互感器和所述二次电压互感器之间，与所述空气开关并联有分压元件；
所述分压元件的选取方法为：计算Rx＝R*f/(1-f)，其中，R为二次电压互感器的等效输入阻抗，f为分压系数；根据Rx，选取与Rx阻值最接近的标准分压元件。
2.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述分压元件为电阻元件、电容元件或电感元件。
3.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述保护装置为备自投装置。
4.一种电压测量装置的检测方法，基于如权利要求1所述的电压测量装置实施，包括：
测量所述二次电压互感器输出电压值，根据所述输出电压值判断所述空气开关的状态；
当所述输出电压值等于所述二次电压互感器的额定输入电压时，判断所述空气开关处于闭合状态；
当所述输出电压值等于所述分压元件的分压值时，判断所述空气开关处于断开状态。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述分压元件为电阻元件、电容元件或电感元件。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述保护装置为备自投装置。
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