CN207181512U - 用于测量pt二次回路压降与负荷的电路结构 - Google Patents
用于测量pt二次回路压降与负荷的电路结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，在压降消除装置输入端设置第一电压测量模块和第一电流测量模块，第一电压测量模块与第一AD转换模块连接，第一AD转换模块与第一电压相位检测模块连接；第一电流测量模块与第二AD转换模块连接；压降消除装置输出端设置第二电压测量模块和第二电流测量模块，第二电压测量模块与第四AD转换模块连接，第四AD转换模块与第二电压相位检测模块连接；第二电流测量模块与第三AD转换模块连接，第一电压相位检测模块、第二AD转换模块、第三AD转换模块和第二电压相位检测模块与CPU模块连接；解决了测差法直接测量或间接主、从机测量法测量PT二次回路压降的不足。
Description
技术领域
本实用新型属于PT二次回路压降消除、监测与测量技术；尤其涉及一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构。
背景技术
为了有效降低DL/T448-2000《电能计量管理技术管理规程》中规定的各类电能计量装置PT二次回路的压降，国内目前出现了采用电压跟随器原理生产的用于消除PT二次回路压降的压降消除装置；为了实现消除PT二次回路压降同时又能保证PT计量精度，在PT出口端并联接入与电能表阻抗匹配的精密电阻模块是一种有效的方法。电阻模块与电压跟随器模块在PT二次回路中同时投切，构成准确消除压降、保护原计量回路的压降消除装置功能器件模块，等效电阻的阻值Zx符合以下公式：Zx＝Z+Z2/Zin，其中Z表示电能表阻抗，Zin表示电压跟随器模块输入端的阻抗，电能表等同于在PT端运行；如图1所示。
DL/T448-2000《电能计量管理技术管理规程》中规定了各类电能计量装置PT二次回路压降的允许范围与测量周期。目前生产的专用PT二次回路压降测量仪大多采用测差法直接测量或者间接主、从机测量法，如图2所示。
用测差法直接测量时工作人员持工作票到变电站现场进行测量工作。在实际测量操作中存在以下问题：
(1)人工难以连续测量，测量供分析的数据少，工作效率低。
(2)每次测量人工在现场收放绞合屏蔽线缆，存在安全隐患。
(3)绞合屏蔽线缆在每个测量点每次测量接线前必须进行绝缘测试。
(4)每次测量，用于测量取得数据的时间大大少于现场接线、绞合屏蔽线缆收放线、绞合屏蔽线缆绝缘测试、消缺的时间。
(5)大部分提供数据计算功能，需要人工进行数据分析。
用间接主、从机测量法解决了用测差法直接测量的(2)(3)(4)(5)问题，但在实际测量工作中带来了新问题：
(1)无线电通讯现场易受干扰，工作人员现场必须反复寻找能够保障通讯的无线电天线位置；主、从机GPS现场必须分别跟踪到通讯卫星方可进行测量。
(2)设备必须主、从机配置，主机作为测量、数据处理的核心出现故障测量无法完成，设备保障性不高；
(3)因主、从机配套，设备重复购置。
无论用测差法直接测量或用间接主、从机测量法测量PT二次回路压降，工作人员都必须持工作票、携测量装备、乘坐交通工具到变电站现场进行测量工作，路途、现场工作时间较长，工作成本较高。
实用新型内容：
本实用新型要解决的技术问题：提供一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，以解决现有技术采用测差法直接测量或用间接主、从机测量法测量PT二次回路压降，工作人员都必须持工作票、携测量装备、乘坐交通工具到变电站现场进行测量工作，路途、现场工作时间较长，工作成本较高等技术问题。
本实用新型技术方案：
一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，它包括压降消除装置，压降消除装置输入端与PT二次回路连接，压降消除装置输出端与电能表连接；在压降消除装置的输入端设置有第一电压测量PT1模块和第一电流测量CT1模块，第一电压测量PT1模块与第一AD转换模块连接，第一AD转换模块与第一电压、相位检测模块连接；第一电流测量CT1模块与第二AD转换模块连接，第一电压、相位检测模块和第二AD转换模块分别与CPU模块连接；在压降消除装置的输出端设置有第二电压测量PT2模块和第二电流测量CT2模块，第二电压测量PT2模块与第四AD转换模块连接，第四AD转换模块与第二电压、相位检测模块连接；第二电流测量CT2模块与第三AD转换模块连接，第三AD转换模块和第二电压、相位检测模块分别与CPU模块连接。
CPU模块与显示模块连接。
CPU模块与通讯模块连接；通讯模块与系统主站连接。
所述压降消除装置为基于电压跟随器原理的压降消除装置。
本实用新型的有益效果：
本实用新型在PT二次回路首端增加一个电压采样模块，基于电压跟随器原理的压降消除装置输入端增加一个电流采样模块，压降消除装置的出口端各增加一个电压、一个电流采样模块，分别测量PT二次回路首端电压、电流与PT二次回路末端电压、电流。整个装置由电压采样模块、电压与相位检测模块、CPU模块、显示模块、通讯模块组成；其中CPU模块、显示模块、通讯模块也可以与压降消除装置的功能模块共用；CPU模块可以按设定时间或接收现场指令或接收远程指令实施对PT二次回路压降与负荷的在线测量，实时监测PT二次回路工况。所有测量数据现场显示或实时传输至系统主站处理。
本实用新型为PT二次回路压降测量提供了新的装置。新装置解决了当前PT二次回路压降、负荷测量工作中费时费工、存在安全隐患、效率低下问题。
本实用新型充分利用压降消除装置的公用电路资源，在PT二次回路首端增加一个电压采样模块，在压降消除装置输入端增加电流采样模块，在压降消除装置输出端增加一个电压采样模块，在压降消除装置输出端增加一个电流采样模块，经过A/D转换与电压、相位检测模块就能实现在线测量PT二次回路压降、负荷，同时实现对PT二次回路工况的监测。
本实用新型可远程实现无人自动测量，节省了大量人工、运输、差旅成本。测量工作周期可以缩短，为改变PT二次回路测量工作管理提供了技术手段。
实现测量功能的成本大幅度降低。
解决了现有技术采用测差法直接测量或用间接主、从机测量法测量PT二次回路压降，工作人员都必须持工作票、携测量装备、乘坐交通工具到变电站现场进行测量工作，路途、现场工作时间较长，工作成本较高等技术问题。
附图说明：
图1为基于电压跟随器原理的压降消除装置电路示意图；
图2为PT二次回路压降测量示意图；
图3为本实用新型结构示意图。
具体实施方式：
一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构(见图3)，它包括压降消除装置，压降消除装置输入端与PT二次回路连接，压降消除装置输出端与电能表连接；在压降消除装置的输入端设置有第一电压测量PT1模块和第一电流测量CT1模块，第一电压测量PT1模块与第一AD转换模块连接，第一AD转换模块与第一电压、相位检测模块连接；第一电流测量CT1模块与第二AD转换模块连接，第一电压、相位检测模块和第二AD转换模块分别与CPU模块连接；在压降消除装置的输出端设置有第二电压测量PT2模块和第二电流测量CT2模块，第二电压测量PT2模块与第四AD转换模块连接，第四AD转换模块与第二电压、相位检测模块连接；第二电流测量CT2模块与第三AD转换模块连接，第三AD转换模块和第二电压、相位检测模块分别与CPU模块连接。
电压测量PT1、PT2模块测量精度不低于0.1％，电流测量CT1、CT2模块测量精度不低于0.2％，PT1、PT2，CT1、CT2，A/D转换，电压与相位检测模块，CPU模块，开关控制模块、显示模块，通讯模块构成测量、监测功能模块；其中CPU模块、开关控制模块、显示模块、通讯模块也可以与压降消除装置共用；以节约成本。
CPU模块与显示模块连接。
CPU模块与通讯模块连接；通讯模块与系统主站连接。
所述压降消除装置为基于电压跟随器原理的压降消除装置。
所述的用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构的测量方法，它包括：
压降消除模式下回路压降与负荷测量：压降装置投入运行且正常工作时，K1、K2、K3均合上，现场手动或远程指令CPU测量PT二次回路压降与负荷；通过现场手动或远程指令控制CPU模块测量PT二次回路压降与负荷；在同一时标下第一电压测量PT1模块测得一组电压向量UI,第二电压测量PT2模块测得一组电压向量UO，将电压向量UI与UO经A/D转换后在电压幅值与相位检测模块中进行电压幅值和电压相位计算，得出压降消除模式下PT二次回路首端与回路末端与PT输出端电压向量的比差、角差、电压向量差；同时，第一电流测量CT1模块测量到PT二次回路压降消除装置前端电流II，第二电流测量CT2模块测量PT二次回路压降消除装置后端电流IO，由VI*II计算得到PT二次回路压降消除装置前端负荷，VI为UI幅值；由VO*IO计算得到PT二次回路压降消除装置后端负荷，VO为UO幅值。
所述的用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构的测量方法，它还包括：
原状态模式下PT二次回路压降与负荷测量：压降装置退出运行时，K1、K2、K3均断开，现场手动或远程指令CPU测量原PT二次回路压降与负荷。CPU指令测量模式开启，装置自动进行测量现场手动或远程指令控制CPU模块测量原PT二次回路压降与负荷；在同一时标下电压第一电压测量PT1模块测得一组电压向量UI,第二电压测量PT2模块测得一组电压向量UO，将电压向量UI与UO经A/D转换后在电压幅值与相位检测模块中进行电压幅值、电压相位计算，得出原PT二次回路首端与回路末端与PT输出端电压向量的比差、角差、电压向量差；同时，第一电流测量CT1模块测量到PT二次回路电流II，由VI*II计算得到PT二次回路负荷。
CPU模块采集到UI与UO，II与IO后实现对PT二次回路的监测。
测量模式
(1)现场手动测量：手动输入测量指令。由CPU开启测量模式，装置自动进行测量，现场显示测量结果，存储测量数据并将测量数据上传系统主站处理。连续测量3次，每次间隔1min，最后一次测量后30s测量自动结束。
(2)远程自动测量：远程输入测量指令，选择测量模式，由CPU模块发出指令，装置自动进行测量，现场显示测量结果，存储测量数据并将测量数据上传系统主站处理。连续测量3次，每次间隔1min，最后一次测量后30s测量自动结束。本实用新型电压测量模块形成与压降消除装置分离的独立模块，与压降消除装置采用插拔式连接；便于整体压降消除装置功能的组合；也可以分散集成到压降消除装置中。
电压测量模块工作电源由压降装置工作电源提供
以上电路构成了本实用新型的采用基于电压跟随器原理的压降消除装置测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，同时实现对PT二次回路的监测。
在压降消除装置没有工作时，PT二次回路处于原二次回路状态：
(1)在同一时标下测得PT二次回路首端电压UI与末端电压UO，经过A/D转换、电压与相位检测模块得到UI与UO三相电压的幅值、相位，进入CPU可以计算得到末端与首端的三相电压差、比差、角差，其中比差f的计算公式为：
f(A)＝△V(A)/VI(A)，△V(A)＝VO(A)-VI(A)，
f(B)＝△V(B)/VI(B)，△V(B)＝VO(B)-VI(B)，
f(C)＝△V(C)/VI(C)，△V(C)＝VO(C)-VI(C)，
f(A)、f(B)、f(C)分别为比差f的对应三相分项；VI(A)、VI(B)、VI(C)分别为PT二次回路首端电压UI对应三相电压幅值，VO(A)、VO(B)、VO(C)分别为PT二次回路末端电压UO对应三相电压幅值
角差δ的计算公式为：
δ(A)＝ΦO(A)-ΦI(A)，
δ(B)＝ΦO(B)-ΦI(B)，
δ(C)＝ΦO(C)-ΦI(C)，
δ(A)、δ(B)、δ(C)分别为角差δ的对应三相分项；ΦI(A)、ΦI(B)、ΦI(C)、分别为PT二次回路首端电压UI对应三相电压相位，ΦO(A)、ΦO(B)、ΦO(C)分别为PT二次回路末端电压UO对应三相电压相位压降相对值△u/UI的计算公式为：
(2)
同时测得压降消除装置输入端电流II，经过A/D转换进入CPU计算得到回路负荷
负荷大小为VI*II
在压降装置工作模式下：
(1)在同一时标下测得PT二次回路首端电压UI与末端电压UO，经过A/D转换、电压与相位检测模块得到UI与UO三相电压的幅值、相位，进入CPU可以计算得到末端与首端的三相电压差、比差、角差，其中比差f的计算公式为：
f(A)＝△V(A)/VI(A)，△V(A)＝VO(A)-VI(A)，
f(B)＝△V(B)/VI(B)，△V(B)＝VO(B)-VI(B)，
f(C)＝△V(C)/VI(C)，△V(C)＝VO(C)-VI(C)，
f(A)、f(B)、f(C)分别为比差f的对应三相分项；VI(A)、VI(B)、VI(C)分别为PT二次回路首端电压UI对应三相电压幅值，VO(A)、VO(B)、VO(C)分别为PT二次回路末端电压UO对应三相电压幅值
角差δ的计算公式为：
δ(A)＝ΦO(A)-ΦI(A)，
δ(B)＝ΦO(B)-ΦI(B)，
δ(C)＝ΦO(C)-ΦI(C)，
δ(A)、δ(B)、δ(C)分别为角差δ的对应三相分项；ΦI(A)、ΦI(B)、ΦI(C)、分别为PT二次回路首端电压UI对应三相电压相位，ΦO(A)、ΦO(B)、ΦO(C)分别为PT二次回路末端电压UO对应三相电压相位压降相对值△u/UI的计算公式为：
(2)同时测得压降消除装置输入端电流II，经过A/D转换进入CPU计算得到压降装置前端回路负荷，负荷大小为VI*II；测得压降消除装置输出端电流IO，经过A/D转换进入CPU计算得到压降装置后端回路负荷，负荷大小为VO*IO。
本实用新型无论压降消除装置是否处在工作状态，装置都实现对PT二次回路的工况监测。
Claims (4)
1.一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，它包括压降消除装置，压降消除装置输入端与PT二次回路连接，压降消除装置输出端与电能表连接；其特征在于：在压降消除装置的输入端设置有第一电压测量PT1模块和第一电流测量CT1模块，第一电压测量PT1模块与第一AD转换模块连接，第一AD转换模块与第一电压、相位检测模块连接；第一电流测量CT1模块与第二AD转换模块连接，第一电压、相位检测模块和第二AD转换模块分别与CPU模块连接；在压降消除装置的输出端设置有第二电压测量PT2模块和第二电流测量CT2模块，第二电压测量PT2模块与第四AD转换模块连接，第四AD转换模块与第二电压、相位检测模块连接；第二电流测量CT2模块与第三AD转换模块连接，第三AD转换模块和第二电压、相位检测模块分别与CPU模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，其特征在于：CPU模块与显示模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，其特征在于：CPU模块与通讯模块连接；通讯模块与系统主站连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量PT二次回路压降与负荷的电路结构，其特征在于：所述压降消除装置为基于电压跟随器原理的压降消除装置。
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Cited By (1)
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| CN106997002A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-01 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 用于测量pt二次回路压降与负荷的电路结构及测量方法 |
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2017
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Cited By (2)
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| CN106997002A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-01 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 用于测量pt二次回路压降与负荷的电路结构及测量方法 |
| CN106997002B (zh) * | 2017-05-18 | 2023-09-01 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 用于测量pt二次回路压降与负荷的电路结构及测量方法 |
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