CN220896325U - 电压并列监测装置 - Google Patents

Abstract

一种电压并列监测装置，包括：外壳、Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块；Ⅰ段电压采集模块用于采集Ⅰ段母线电压发送给控制模块，Ⅱ段电压采集模块用于采集和Ⅱ段母线电压发送给控制模块，控制模块用于根据接收到的Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压确定是否满足电压并列条件；以及，在满足电压并列条件时控制并列电压回路执行模块接通电压并列回路，或在不满足电压并列条件时控制并列电压回路执行模块断开电压并列回路。本方案能够根据实际的监测结果自动实现电压并列操作，并且能够提高电压并列操作的可靠性。

Description

电压并列监测装置

技术领域

本实用新型涉及电网运维技术领域，特别涉及一种电压并列监测装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，用户对供电质量的要求越来越高，非计划停电造成的社会经济损失越来越大，对供电设备的安全稳定运行提出来更高的要求。电压互感器作为电网一次高电压向二次低电压的传变设备，时刻向继电保护、测控、计量装置输送准确的二次电压值来进行保护逻辑判断、测量信息显示、以及电能计费等。在日常检修过程中，当一条母线上电压互感器检修或退运时，需进行电压并列操作，通过电压并列装置跟并列把手来实现一条母线的电压互感器退运后，该条母线上的保护装置不间断采集母线二次电压。但在实际应用中，由于电压互感器故障或操作不慎，在进行二次电压并列操作中，常出现电压并列不成功、甚至烧毁装置等电压异常并列事故，进而导致相应的保护、测量和计量装置失压，引起保护装置拒动、误动，影响电力系统安全运行。因此，进行准确有效的电压并列操作具有重要意义。

现阶段在进行电压并列操作或电压互感器退运时，一种方式是依靠操作人员测量母线电压或者现场巡视是否满足并列条件，进而执行相应的并列操作，但该种方式人为巡视工作量较大，且易由于人为因素造成漏判。另一种方式是基于现阶段的电压并列装置判断母线断路器及隔离开关的位置，通过操作把手打并列。然而，该方式无法自动实现电压并列操作，需要人为通过打把手来实现。而且该方式无法向操作人员提示具体的检测结果，只能进行告警操作以提示操作人员是否满足并列条件，因此这种方式在出现异常并列情况时无法为操作人员提供有效的措施。

实用新型内容

有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种电压并列监测装置，以根据监测结果自动实现电压并列操作，并且能够提高电压并列操作的准确性。

本实用新型提供了一种电压并列监测装置，包括：外壳、Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块；

所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块集成于所述外壳内，且所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块和并列电压回路执行模块均与所述控制模块相连；所述Ⅰ段电压采集模块和所述Ⅱ段电压采集模块均包括伸出所述外壳外的四个第一接线端，分别用于连接Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压的三相交流电线和零线；所述并列电压回路执行模块包括伸出所述外壳外的第二接线端，该第二接线端用于与并列电压回路进行连接；

所述Ⅰ段电压采集模块用于采集Ⅰ段母线电压发送给控制模块，所述Ⅱ段电压采集模块用于采集和Ⅱ段母线电压发送给控制模块，所述控制模块用于根据接收到的Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压确定是否满足电压并列条件；以及，在满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路，或在不满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

优选的，所述控制模块用于在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压满足如下A、B、C三相中的至少一项时，控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路：

A：Ⅰ段母线电压的电压幅值与Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值小于预设的压差阈值；

B：Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压的相位差小于预设的相位差阈值；

C：Ⅰ段母线电压的频率与Ⅱ段母线电压的频率的差值小于预设的频率差阈值。

优选的，所述控制模块用于在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

优选的，该装置还包括与所述控制模块相连的显示模块，且设置于所述外壳的表面；所述显示模块用于在进行电压并列监测时，显示所述Ⅰ段母线电压与所述Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值、相位差和频率的差值。

优选的，该装置还包括与所述控制模块相连的按键输入模块，且设置于所述外壳上；该按键输入模块用于在操作人员触发表征进行电压并列监测的按键时，产生电压并列监测的启动信号发送给所述控制模块，并由控制模块控制各模块执行电压并列监测的相关操作。

优选的，所述按键输入模块还用于在操作人员触发表征翻页的按键时，由所述控制模块将不同的页面上的信息通过所述显示模块进行显示，以供操作人员对信息进行查找。

优选的，该装置还包括与所述控制模块相连的告警指示灯；当Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，由所述控制模块控制点亮所述告警指示灯，以提示操作人员当前不满足电压并列条件。

优选的，所述并列电压回路执行模块包括一个常开触点的开关，该常开触点的开关在Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压满足电压并列条件时，由所述控制模块控制闭合。

优选的，该装置还包括一个与所述常开触点的开关相连接的投运把手，且该投运把手的手柄伸出所述外壳之外，用于由操作人员通过控制该投运把手实现针对所述常开触点的开关的闭合或断开操作。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例提供的电压并列监测装置包括了外壳、Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块，Ⅰ段电压采集模块和Ⅱ段电压采集模块能够分别采集Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压，控制模块可以根据该Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压确定当前是否达到电压并列条件，进而根据确定出的结果控制并列电压回路执行模块接通或断开电压并列回路。由此可见，本方案根据实际监测到的结果对是否满足电压并列条件进行研判，大大提高了电压并列操作的准确性，使得电压并列操作更加可靠。而且本方案能够根据研判结果通过并列电压回路执行模块自动接通或断开电压并列回路，使得电压并列操作的整个过程更加方便简捷，提高了电压并列操作的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电压并列监测装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电压并列监测装置的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

参见图1-2，本实用新型实施例提供了一种电压并列监测装置，包括：外壳、Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块；

所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块集成于所述外壳内，且所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块和并列电压回路执行模块均与所述控制模块相连；所述Ⅰ段电压采集模块和所述Ⅱ段电压采集模块均包括伸出所述外壳外的四个第一接线端，分别用于连接Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压的三相交流电线和零线；所述并列电压回路执行模块包括伸出所述外壳外的第二接线端，该第二接线端用于与并列电压回路进行连接；

所述Ⅰ段电压采集模块用于采集Ⅰ段母线电压发送给控制模块，所述Ⅱ段电压采集模块用于采集和Ⅱ段母线电压发送给控制模块，所述控制模块用于根据接收到的Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压确定是否满足电压并列条件；以及，在满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路，或在不满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

本实施中，考虑根据实际监测到的结果对是否满足电压并列条件进行研判，大大提高了电压并列操作的准确性，使得电压并列操作更加可靠。而且本方案能够根据研判结果通过并列电压回路执行模块自动接通或断开电压并列回路，使得电压并列操作的整个过程更加方便简捷，提高了电压并列操作的效率。

Ⅰ段电压采集模块的四个第一接线端用于连接Ⅰ段母线电压线路中的三相交流电线和零线，Ⅱ段电压采集模块的四个第一接线端用于连接Ⅱ段母线电压线路中的三相交流电线和零线。

一种实施例中，Ⅰ段电压采集模块和Ⅱ段电压采集模块可以为电压互感器，即通过电压互感器对Ⅰ段和Ⅱ段的母线电压进行采集。

在一种实施例中，所述控制模块用于在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压满足如下A、B、C三相中的至少一项时，控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路：

A：Ⅰ段母线电压的电压幅值与Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值小于预设的压差阈值；

B：Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压的相位差小于预设的相位差阈值；

C：Ⅰ段母线电压的频率与Ⅱ段母线电压的频率的差值小于预设的频率差阈值。

本实施例中，通过采集Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压，经控制模块可以计算出两电压之间的幅值差值、相位差和频率差值等电压质量参数，可以确定出各电压质量参数与预先设定的压差阈值、相位差阈值、频率差阈值等之间的关系，进而判定当前是否满足电压并列的条件。由此可见，本方案提供的装置设置了三个不同逻辑判据，大大提高了电压并列操作判断的准确性，使得电压并列操作更加可靠。

具体地，控制模块在对相位差进行判断时，通过对数字化采样的电压信号进行傅里叶变换，求得电压的实部和虚部，然后再动态求取相位夹角的正弦函数值或余弦函数值，然后利用其反函数求得相位差夹角，该方法提高了计算精度，计算相位差仅需要一个采样间隔时间，而无需一个或半个周期的时间，能够大大缩短处理时间，使得电压并列操作的时间大幅缩短。

例如，在确定电压幅值和电压相位时，利用如下计算式计算得到：

电压幅值：

电压相位：

其中，

式中，a和b分别为电压的实部和虚部，N为采样次数，x_k为第k次采样的结果，x₀为采样周期内的电压初始值，x_N为采样周期内的电压终值。

需要指出的是，在进行电压并列条件的判定时，如果满足A、B和C三相中的至少一项就可确定为当前满足电压并列的条件。而且理想状态来说，满足电压并列条件时，Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压的电压幅值、相位差和频率至少有一项是相等的，但在实际中无法达到这种理想状态，因此考虑根据实际的情况设定压差阈值、相位差阈值、频率差阈值，即Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压之间的电压幅值差小于压差阈值，或相位差小于相位差阈值，或频率差小于频率差阈值即可确定为满足电压并列条件。

相应地，如果控制模块在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，即不满足A、B、C三相中的任意一项时，控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

在一种实施例中，并列电压回路执行模块包括一个常开触点的开关，该常开触点的开关在Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压满足电压并列条件时，由所述控制模块控制闭合。

由此可见，本方案通过设置一个包含常开触点开关的并列电压回路执行模块，能够在确定出当前是否满足电压并列条件时，由控制模块控制常开触点的开关闭合或断开，从而自动实现电压并列操作。

当然，该装置还可以包括一个与所述常开触点的开关相连接的投运把手，且该投运把手的手柄伸出所述外壳之外，用于由操作人员通过控制该投运把手实现针对所述常开触点的开关的闭合或断开操作。

由此可见，本方案还设置了一个可由人工对常开触点的开关进行通断控制的投运把手，如此在一些需要人工进行操作的特殊场景中，可以由人工通过投运把手直接执行电压并列操作。

在一种实施例中，该装置还包括与所述控制模块相连的显示模块，且设置于所述外壳的表面；所述显示模块用于在进行电压并列监测时，显示所述Ⅰ段母线电压与所述Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值、相位差和频率的差值。

本实施例中，可以通过显示模块显示采样及处理后的电压幅值的差值、相位差和频率的差值，从而起到提示操作人员当前满足电压并列条件的功能，对不满足电压并列条件的情况操作人员也能够根据具体的值采取更加有效的应对措施。

在一种实施例中，该装置还包括与所述控制模块相连的按键输入模块，且设置于所述外壳上；该按键输入模块用于在操作人员触发表征进行电压并列监测的按键时，产生电压并列监测的启动信号发送给所述控制模块，并由控制模块控制各模块执行电压并列监测的相关操作。

优选的，所述按键输入模块还用于在操作人员触发表征翻页的按键时，由所述控制模块将不同的页面上的信息通过所述显示模块进行显示，以供操作人员对信息进行查找。

本实施例中，按键输入模块的按键可以包括监测按键、上按键和下按键，操作人员在按下监测按键时装置启动，并执行电压并列监测的相关操作。而通过上按键和下按键可以对显示模块的显示内容进行翻页，从而提供操作人员对多页信息进行查看的功能。

进一步，该装置还可以包括与所述控制模块相连的告警指示灯；当Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，由所述控制模块控制点亮所述告警指示灯，以提示操作人员当前不满足电压并列条件。当然，与该告警指示灯相配合使用的还可以有蜂鸣器，用于在告警指示灯点亮时，蜂鸣器发出报警音效，以提示操作人员尽快采取应对措施。

综上所述，本实用新型至少具有如下有益效果：

(1)装置具备将电压并列操作整个过程“一键式”完成，仅需10秒钟，省略了许多繁琐步骤，使得工作量减少，安全性和效率得到提高。

(2)有效解决人员判断能否满足二次电压并列条件存在的安全漏洞。

(3)装置设置了三个不同逻辑的判据，以及设置了常开节点串入二次电压并列回路中，能够根据判据自动实现电压并列操作，同时在安全性上也得到了可靠保障。

(4)装置首创了针对电压幅值、相位、频率的电压质量参数的按键程序、模拟量采集和逻辑判别，基于这些电压质量参数的判据，能够大大提高电压并列操作的可靠性。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种电压并列监测装置，其特征在于，包括：外壳、Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块；

所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块、控制模块和并列电压回路执行模块集成于所述外壳内，且所述Ⅰ段电压采集模块、Ⅱ段电压采集模块和并列电压回路执行模块均与所述控制模块相连；所述Ⅰ段电压采集模块和所述Ⅱ段电压采集模块均包括伸出所述外壳外的四个第一接线端，分别用于连接Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压的三相交流电线和零线；所述并列电压回路执行模块包括伸出所述外壳外的第二接线端，该第二接线端用于与并列电压回路进行连接；

所述Ⅰ段电压采集模块用于采集Ⅰ段母线电压发送给控制模块，所述Ⅱ段电压采集模块用于采集和Ⅱ段母线电压发送给控制模块，所述控制模块用于根据接收到的Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压确定是否满足电压并列条件；以及，在满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路，或在不满足所述电压并列条件时控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

2.根据权利要求1所述的电压并列监测装置，其特征在于，所述控制模块用于在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压满足如下A、B、C三相中的至少一项时，控制所述并列电压回路执行模块接通电压并列回路：

A：Ⅰ段母线电压的电压幅值与Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值小于预设的压差阈值；

B：Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压的相位差小于预设的相位差阈值；

C：Ⅰ段母线电压的频率与Ⅱ段母线电压的频率的差值小于预设的频率差阈值。

3.根据权利要求2所述的电压并列监测装置，其特征在于，所述控制模块用于在确定出Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，控制所述并列电压回路执行模块断开电压并列回路。

4.根据权利要求2所述的电压并列监测装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制模块相连的显示模块，且设置于所述外壳的表面；所述显示模块用于在进行电压并列监测时，显示所述Ⅰ段母线电压与所述Ⅱ段母线电压的电压幅值的差值、相位差和频率的差值。

5.根据权利要求4所述的电压并列监测装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制模块相连的按键输入模块，且设置于所述外壳上；该按键输入模块用于在操作人员触发表征进行电压并列监测的按键时，产生电压并列监测的启动信号发送给所述控制模块，并由控制模块控制各模块执行电压并列监测的相关操作。

6.根据权利要求5所述的电压并列监测装置，其特征在于，所述按键输入模块还用于在操作人员触发表征翻页的按键时，由所述控制模块将不同的页面上的信息通过所述显示模块进行显示，以供操作人员对信息进行查找。

7.根据权利要求3所述的电压并列监测装置，其特征在于，该装置还包括与所述控制模块相连的告警指示灯；当Ⅰ段母线电压与Ⅱ段母线电压同时不满足所述A、B、C三相时，由所述控制模块控制点亮所述告警指示灯，以提示操作人员当前不满足电压并列条件。

8.根据权利要求1所述的电压并列监测装置，其特征在于，所述并列电压回路执行模块包括一个常开触点的开关，该常开触点的开关在Ⅰ段母线电压和Ⅱ段母线电压满足电压并列条件时，由所述控制模块控制闭合。

9.根据权利要求8所述的电压并列监测装置，其特征在于，该装置还包括一个与所述常开触点的开关相连接的投运把手，且该投运把手的手柄伸出所述外壳之外，用于由操作人员通过控制该投运把手实现针对所述常开触点的开关的闭合或断开操作。