CN216646627U - 一种变电站投运前继电保护相量核查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变电站投运前继电保护相量核查装置，包括电压相量核查装置、电流相量核查装置和手持控制器；所述电压相量核查装置，包括整流模块、逆变模块、升压变压器、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块和DSP主控模块；所述电流相量核查装置包括整流模块、逆变模块、降压升流模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电流值和电流相位的电流测量装置、电流采样模块和DSP主控模块。本实用新型在变电站投运前继电保护状态下进行三相一次通流通压试验来检查一次设备相别的正确性、极性的正确性，进行相量核查并检查接线错误。

Description

一种变电站投运前继电保护相量核查装置

技术领域

本实用新型涉及相量核查技术领域，更具体地，涉及一种变电站投运前继电保护相量核查装置。

背景技术

在变电站中，电流互感器（以下简称TA）、电压互感器（以下简称TV）是联接一次设备和二次设备最关键的桥梁，是二次设备监测、分析、控制的依据。变电站的电流、电压回路系统基本接线都很复杂，特别是高电压等级变电站，其连接设备较多，回路极易出现开路和短路故障。

在以往的试验及交接规程中,一般都是在对变电站的各项常规试验完成后及对二次保护及回路检查完成后,直接对变电站进行启动试验,导致在变电站启动试验中,经常发生问题，主要如下：

电流回路类，如TA二次开路、保护TA回路极性错误等问题；

电压回路类，如TV二次未引入保护装置、TV二次极性错误等；

一次设备类，如TV一次末屏未接地、低压母线TV小车未推入到位、一次设备相序错误等。

带负荷试验是变电站新上设备投产前的一项关键性试验，用于保障所述设备投入运行时的可靠、安全性。在变电站带负荷试验进行核查时，需要多次进行倒闸操作，并投退一定的临时保护，使得电网处于非正常状态下运行；在变电站投运初期，难以组织有效负荷，导致部分间隔因为负荷轻，在启动过程中无法进行检查。

因此，在变电站投运前继电保护状态下，为了检验设备二次回路的接线可靠性,在全站二次系统交流回路已经连接调试完毕的情况下，宜进行三相一次通流通压试验来检查一次设备相别的正确性、极性的正确性，进行相量核查并检查接线错误。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在变电站投运前继电保护状态下进行三相一次通流通压试验来检查一次设备相别的正确性、极性的正确性、互感器二次回路是否存在相量相关问题的相量核查并检查接线错误的变电站投运前继电保护相量核查装置。

为解决上述问题，提供一种变电站投运前继电保护相量核查装置，包括电流相量核查装置、电流相量核查装置和手持控制器；

所述电压相量核查装置，包括整流模块、逆变模块、升压变压器、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块和DSP主控模块；所述整流模块、逆变模块和升压变压器依次连接；所述逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块；所述电压测量装置连接A/D转换器；所述电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置；

所述电流相量核查装置包括整流模块、逆变模块、降压升流模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电流值和电流相位的电流测量装置、电流采样模块和DSP主控模块；所述整流模块、逆变模块、降压升流模块依次连接；所述逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块；所述电流测量装置连接A/D转换器；所述电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置；

所述手持控制器包括输入模块、直流电流源、无线通讯模块、主控模块、工频无线同步主模块；所述直流电流源、无线通讯模块、工频无线同步主模块分别连接主控模块；

特别的，所述电流相量核查装置还包括降压模块和功率放大模块；所述降压模块连接功率放大模块；所述功率放大模块连接电流相量核查装置的DSP主控模块。

特别的，所述电流相量核查装置还包括电压采样模块和电压测量装置；所述电压采样模块连接电流相量核查装置的A/D转换器；所述电压测量装置连接电压采样模块；所述电压采样模块连接功率放大模块的输出端。

特别的，所述直流电流源包括DC 12V直流电源和供电电源；所述供电电源包括充电模块、升压模块和锂电池；所述DC 12V直流电源分别连接充电模块和升压模块；所述充电模块和升压模块分别连接锂电池；所述主控模块分别连接分压模块和DC 12V直流电源。

特别的，所述电流相量核查装置和电压相量核查装置的存储模块包括FLASH存储器、SD卡、USB接口。

特别的，所述输入模块采用触控屏采用工业触摸屏，基于wince嵌入式系统编程，实现可视化触控操作，通过LoRa无线模块和Modbus通讯协议，控制电压量和电流量的输出，并实时显示接收到的电压相量核查装置和电流相量核查装置采集的电流电压值和相量生成的相量图。

特别的，所述电压相量核查装置的整流模块连接有输入电源；所述输入电源为380V交流电，所述电压相量核查装置的升压变压器可输出0-3000V的单相电压。

特别的，所述电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的降压升流模块可输出0-300A的单相电流。

特别的，所述电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的功率放大模块可输出0-60V的单相电压。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在变电站投运前继电保护状态下，电压相量核查装置和电流相量核查装置同时输出三相大电流和三相高电压，电流和电压之间相位可任意调节；通过存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块，能进行电压值、电流值、相位数据的数据采集并转化为DSP控制模块可清楚识别的数据，手持控制器的主控模块可接收到上述数据后绘制和显示相量图。本实用新型可以进行三相一次通流通压试验来检查一次设备相别的正确性、极性的正确性，检查互感器二次回路是否存问题，进行相量核查并检查接线错误。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电压相量核查装置的工作原理框图；

图3为本实用新型实施例的电流相量核查装置的工作原理框图；

图4为本实用新型实施例的手持控制器的工作原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

如图1所示，本实施例的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，包括电流相量核查装置、电流相量核查装置和手持控制器。

如图2所示，电压相量核查装置，包括整流模块、逆变模块、升压变压器、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块和DSP主控模块。整流模块、逆变模块和升压变压器依次连接。逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块。电压测量装置连接A/D转换器。电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置。电压相量核查装置的整流模块连接有输入电源。输入电源为380V交流电，电压相量核查装置的升压变压器可输出0-3000V的单相电压。

如图3所示，电流相量核查装置包括整流模块、逆变模块、降压升流模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电流值和电流相位的电流测量装置、电流采样模块和DSP主控模块。整流模块、逆变模块、降压升流模块依次连接。逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块。电流测量装置连接A/D转换器。电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置。电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的降压升流模块可输出0-300A的单相电流。电流相量核查装置还包括降压模块和功率放大模块。降压模块连接功率放大模块。功率放大模块连接电流相量核查装置的DSP主控模块。电流相量核查装置还包括电压采样模块和电压测量装置。电压采样模块连接电流相量核查装置的A/D转换器。电压测量装置连接电压采样模块；所述电压采样模块连接功率放大模块的输出端。电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的功率放大模块可输出0-60V的单相电压。

如图4所示，手持控制器包括输入模块、直流电流源、无线通讯模块、主控模块、工频无线同步主模块。直流电流源、无线通讯模块、工频无线同步主模块分别连接主控模块。直流电流源包括DC 12V直流电源和供电电源。供电电源包括充电模块、升压模块和锂电池。DC 12V直流电源分别连接充电模块和升压模块。充电模块和升压模块分别连接锂电池。主控模块分别连接分压模块和DC 12V直流电源。输入模块采用触控屏采用工业触摸屏，基于wince嵌入式系统编程，实现可视化触控操作，通过LoRa无线模块和Modbus通讯协议，控制电压量和电流量的输出，并实时显示接收到的电压相量核查装置和电流相量核查装置采集的电流电压值和相量生成的相量图。

电流相量核查装置和电压相量核查装置的存储模块包括FLASH存储器、SD卡、USB接口。

本实用新型实施例的工作原理如下所示：

使用手持控制器，通过通压装置、通流装置在投产前带负荷仿真测试中，配合高速数字信号处理器和先进控制算法，再通过升压变压器隔离升压降流和降压升流模块输出高电压量和大电流量，还可以单独分相输出或三相同时输出，电压采样模块和电流采样模块在指定位置采集数据；同时，还可将设备输出的一次量测量数据通过无线方式传输至手持控制器，实现对一次量和二次量的变比、极性的核对检验来时核查变比、极性的正确性。

为了保证通压装置、通流装置、回采装置的输出频率和相位的同步，本实用新型实施例的工频无线同步主模块和工频无线同步从模块无线连接并传输工频信号，实现自发无线同步跟踪方式，以手持控制器自发工频频率的无线同步主模块作为基准相位，电压、电流相位均以此为参考进行输出。

在变电站投运前继电保护状态下，电压相量核查装置和电流相量核查装置同时输出三相大电流和三相高电压，电流和电压之间相位可任意调节；通过存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块，能进行电压值、电流值、相位数据的数据采集并转化为DSP控制模块可清楚识别的数据，手持控制器的主控模块可接收到上述数据后绘制和显示相量图。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：包括电压相量核查装置、电流相量核查装置和手持控制器；

所述电压相量核查装置，包括整流模块、逆变模块、升压变压器、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电压值和电压相位的电压测量装置、电压采样模块和DSP主控模块；所述整流模块、逆变模块和升压变压器依次连接；所述逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块；所述电压测量装置连接A/D转换器；所述电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置；

所述电流相量核查装置包括整流模块、逆变模块、降压升流模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器、能测量指定位置的电流值和电流相位的电流测量装置、电流采样模块和DSP主控模块；所述整流模块、逆变模块、降压升流模块依次连接；所述逆变模块、工频无线同步从模块、存储器、A/D转换器分别连接DSP主控模块；所述电流测量装置连接A/D转换器；所述电压采样模块分别连接升压变压器的输出端和电压测量装置；

所述手持控制器包括输入模块、直流电流源、无线通讯模块、主控模块、工频无线同步主模块；所述直流电流源、无线通讯模块、工频无线同步主模块分别连接主控模块。

2.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电流相量核查装置还包括降压模块和功率放大模块；所述降压模块连接功率放大模块；所述功率放大模块连接电流相量核查装置的DSP主控模块。

3.根据权利要求2所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电流相量核查装置还包括电压采样模块和电压测量装置；所述电压采样模块连接电流相量核查装置的A/D转换器；所述电压测量装置连接电压采样模块；所述电压采样模块连接功率放大模块的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述直流电流源包括DC 12V直流电源和供电电源；所述供电电源包括充电模块、升压模块和锂电池；所述DC 12V直流电源分别连接充电模块和升压模块；所述充电模块和升压模块分别连接锂电池；所述主控模块分别连接分压模块和DC 12V直流电源。

5.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电流相量核查装置和电压相量核查装置的存储模块包括FLASH存储器、SD卡、USB接口。

6.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述输入模块采用触控屏采用工业触摸屏，基于wince嵌入式系统编程，实现可视化触控操作，通过LoRa无线模块和Modbus通讯协议，控制电压量和电流量的输出，并实时显示接收到的电压相量核查装置和电流相量核查装置采集的电流电压值和相量生成的相量图。

7.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电压相量核查装置的整流模块连接有输入电源；所述输入电源为380V交流电，所述电压相量核查装置的升压变压器可输出0-3000V的单相电压。

8.根据权利要求1所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的降压升流模块可输出0-300A的单相电流。

9.根据权利要求2所述的一种变电站投运前继电保护相量核查装置，其特征在于：所述电流相量核查装置的整流模块连接有输入电源；电流相量核查装置的输入电源为380V交流电，所述电流相量核查装置的功率放大模块可输出0-60V的单相电压。

Images