基于壓降消除裝置測(cè)量pt二次回路壓降的電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種工業(yè)電力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于壓降消除裝置測(cè)量PT 二次回路壓降的電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了有效降低DL/T448-2000《電能計(jì)量管理技術(shù)管理規(guī)程》中規(guī)定的各類(lèi)電能計(jì) 量裝置PT二次回路的壓降，國(guó)內(nèi)目前出現(xiàn)了采用電壓跟隨器原理生產(chǎn)的用于消除PT二次 回路壓降的裝置。電壓跟隨器的功能特點(diǎn)是輸出電壓等于輸入電壓，沒(méi)有相位差；輸入阻抗 很大，跟隨器前端電流很小，接近零；輸出阻抗很小，可以帶負(fù)載。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)消除PT二次回路壓降同時(shí)又能保證PT計(jì)量精度，在PT出口端并聯(lián)接入 與電能表阻抗匹配的精密電阻模塊是一種有效的方法。電阻模塊與電壓跟隨器模塊在PT 二次回路中同時(shí)投切，構(gòu)成準(zhǔn)確消除壓降、保護(hù)原計(jì)量回路的壓降消除裝置功能器件模塊， 等效電阻的阻值Zx符合以下公式：Zx = Z+Z2/Zin，其中Z表示電能表阻抗，Zin表示電壓 跟隨器模塊輸入端的阻抗，電能表等同于在PT端運(yùn)行。
[0004] DL/T448 - 2000《電能計(jì)量管理技術(shù)管理規(guī)程》中規(guī)定了各類(lèi)電能計(jì)量裝置PT二 次回路壓降的允許范圍與測(cè)量周期。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的專(zhuān)用PT二次回路壓降測(cè)量?jī)x大多采用測(cè) 差法直接測(cè)量或者間接主、從機(jī)測(cè)量法。
[0005] 用測(cè)差法直接測(cè)量時(shí)工作人員持工作票到變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量工作。在實(shí)際測(cè)量 操作中存在以下問(wèn)題：
[0006] (1)人工難以連續(xù)測(cè)量，測(cè)量供分析的數(shù)據(jù)少，工作效率低。
[0007] (2)每次測(cè)量人工在現(xiàn)場(chǎng)收放絞合屏蔽線纜，存在安全隱患。
[0008] (3)絞合屏蔽線纜在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)每次測(cè)量接線前必須進(jìn)行絕緣測(cè)試。
[0009] (4)每次測(cè)量，用于測(cè)量取得數(shù)據(jù)的時(shí)間大大少于現(xiàn)場(chǎng)接線、絞合屏蔽線纜收放 線、絞合屏蔽線纜絕緣測(cè)試、消缺的時(shí)間。
[0010] (5)大部分提供數(shù)據(jù)計(jì)算功能，需要人工進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0011] 用間接主、從機(jī)測(cè)量法解決了用測(cè)差法直接測(cè)量的⑵（3) (4) (5)問(wèn)題，但在實(shí)際 測(cè)量工作中帶來(lái)了新問(wèn)題：
[0012] (1)無(wú)線電通訊現(xiàn)場(chǎng)易受干擾，工作人員現(xiàn)場(chǎng)必須反復(fù)尋找能夠保障通訊的無(wú)線 電天線位置；主、從機(jī)GPS現(xiàn)場(chǎng)必須分別跟蹤到通訊衛(wèi)星方可進(jìn)行測(cè)量。
[0013] (2)設(shè)備必須主、從機(jī)配置，主機(jī)作為測(cè)量、數(shù)據(jù)處理的核心出現(xiàn)故障測(cè)量無(wú)法完 成，設(shè)備保障性不高；
[0014] (3)因主、從機(jī)配套，設(shè)備重復(fù)購(gòu)置。
[0015] 無(wú)論用測(cè)差法直接測(cè)量或用間接主、從機(jī)測(cè)量法測(cè)量PT二次回路壓降，工作人員 都必須持工作票、攜測(cè)量裝備、乘坐交通工具到變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量工作，路途、現(xiàn)場(chǎng)工作 時(shí)間較長(zhǎng)，工作成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于壓 降消除裝置測(cè)量PT二次回路壓降的電路和方法。
[0017] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于壓降消除裝置測(cè)量PT二次回路 壓降的電路，包括依次串接的PT輸出端、PT二次回路、壓降消除裝置、電能表以及并聯(lián)接在 PT輸出端的等效電阻，在PT輸出端與壓降消除裝置內(nèi)部輸入端分別引出兩路，一路通過(guò)開(kāi) 關(guān)K1連接等效電阻，另一路依次串接繼電器K。、電壓采樣模塊、電壓相位檢測(cè)模塊以及處理 器；壓降消除裝置的內(nèi)部輸入端設(shè)有開(kāi)關(guān)K 2，壓降消除裝置內(nèi)部輸出端和電能表之間設(shè)有 開(kāi)關(guān)K3，開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K 3之間設(shè)有用于切除壓降消除裝置的旁路。
[0018] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于電壓跟隨器原理的PT二次回路壓降消除裝置測(cè)量PT二 次回路壓降的方法，包括：
[0019] 包括依次串接的PT輸出端、PT二次回路、壓降消除裝置、電能表，以及并聯(lián)接在PT 輸出端的等效電阻，在PT輸出端與PT二次回路之間引出一路通過(guò)開(kāi)關(guān)1連接等效電阻， PT二次回路與壓降消除裝置內(nèi)部輸入端之間分別引出一路依次串接繼電器K。、電壓采樣模 塊、電壓相位檢測(cè)模塊以及CPU處理器；壓降消除裝置內(nèi)部輸入端設(shè)有開(kāi)關(guān)K 2，壓降消除裝 置內(nèi)部輸出端和電能表之間設(shè)有開(kāi)關(guān)K3，開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K 3之間設(shè)有用于切除壓降消除裝置 的旁路。
[0020] 本發(fā)明中，包括：
[0021] 在壓降裝置正常運(yùn)行工作時(shí)，開(kāi)關(guān)Ki、K2、K3合上；輸入測(cè)量指令，CPU處理器控 制電壓測(cè)量模塊繼電器K。合上；CPU處理器指令電壓采樣模塊采樣壓降消除裝置輸入端電 Su1，電壓U1的對(duì)應(yīng)三相電壓幅值為vIW、V1⑶、V iro、相位為O1 w、ΦΠΒ)、Φιω，信號(hào)送入 電壓、相位檢測(cè)模塊進(jìn)行計(jì)算、分析、比較、進(jìn)行測(cè)量條件判斷，符合測(cè)量條件的數(shù)據(jù)保存在 CPU處理器中；開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K 3連通旁路、開(kāi)關(guān)K i同時(shí)斷開(kāi)切除壓降消除裝置恢復(fù)原PT 二次回路狀態(tài)，電壓采樣模塊在壓降消除裝置輸入端采樣壓降消除裝置輸出端電壓U。，因 為開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K 3連通旁路，U。到UD之間接線長(zhǎng)度很短，壓降消除裝置輸出端電壓U。等 于電能表端電壓U D，其三相電壓幅值為Vqw、 V〇(B" V〇(C" 相位為Φ〇(Α)、φ_、信號(hào)送入 電壓、相位檢測(cè)模塊進(jìn)行計(jì)算、分析、比較、進(jìn)行測(cè)量條件判斷，符合測(cè)量條件的數(shù)據(jù)保存在 CPU處理器中并進(jìn)行處理；電壓U。采樣完成開(kāi)關(guān)K 2和開(kāi)關(guān)K 3立即連通壓降消除裝置、開(kāi)關(guān) K1同時(shí)合上，壓降消除裝置投入運(yùn)行；
[0022] 測(cè)量結(jié)束，自動(dòng)斷開(kāi)繼電器K。；
[0023] 結(jié)合壓降消除裝置中對(duì)負(fù)荷電流的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)PT二次回路負(fù)荷測(cè)量。
[0024] 本發(fā)明中，CPU處理器指令電壓采樣模塊在壓降消除裝置運(yùn)行工作時(shí)采樣壓降消 除裝置輸入端電壓U 1，電壓、相位檢測(cè)模塊進(jìn)行計(jì)算、分析、比較、進(jìn)行測(cè)量條件判斷包括：
[0025] 在設(shè)定時(shí)間周期內(nèi)，電壓測(cè)量模塊連續(xù)測(cè)得一組電壓向量U1后將該組電壓向量U 1 在電壓幅值與相位檢測(cè)模塊中進(jìn)行電壓幅值、電壓相位計(jì)算、分析、比較；對(duì)電壓幅值采用 方差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括：
[0026]
[0027]
[0028] CN 105158539 A ~P 3/7 頁(yè)
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 其中VWn、V_、Vwn分別為壓降消除裝置輸入端電壓1^的對(duì)應(yīng)三相電壓U IW、 U1⑶、Uiw中的第η個(gè)測(cè)量值的電壓幅值，V IW、V1⑶、Viw分別為三相電壓η次測(cè)量值的電 壓幅值算數(shù)平均值；S/值為判斷當(dāng)前電壓是否符合設(shè)定的電網(wǎng)電壓平穩(wěn)測(cè)量條件；S 2IW、 S21 ?、S21 分別為S /中對(duì)應(yīng)分項(xiàng)；
[0034] 作為判斷電壓波動(dòng)的電壓幅值范圍，以（Vwn-Viw)為例，本案要求其絕對(duì)值 < 0.01 (V)(也可以要求其絕對(duì)值< 0.015 (V)等，電壓波動(dòng)范圍變寬，測(cè)量誤差變大）， (V(A)n-V1(A)) 2^ 0.000KV 2),則 S2iw= ((V (A)1-vI(A))2+(v(A)2-v I(A))2+." + (v (A)n-vI(A))2)/ n ^ 0.0 OOI(Vz)
[0035] 同理，S21 ⑶彡 0.0001 (V2)，S2I(C)彡 0.0001 (V2)。
[0036] 考慮到測(cè)量的誤差與電壓波動(dòng)的方向與范圍，
[0037] 設(shè)定 S12= S 2i(a)+S2ub)+S2uo =0· 0001+0. 0001+0. 0001 = 0· 0003 (V2)作為電網(wǎng)電 壓是否平穩(wěn)的判據(jù)：
[0038] 當(dāng)測(cè)量分析值S12大于設(shè)定值0. 0003時(shí)，判斷為不符合電網(wǎng)電壓平穩(wěn)測(cè)量條件，則 自動(dòng)延時(shí)一個(gè)設(shè)定的測(cè)量時(shí)間段，重新開(kāi)始測(cè)量工作；
[0039] 當(dāng)測(cè)量分析值S12小于等于設(shè)定值0. 0003時(shí)，判斷為符合設(shè)定的測(cè)量條件，將測(cè)量 電壓幅值 V1⑷、V1 ⑶、V1(C)J 相位 Φ"Α)、fS1(B)、fS1(C)保存；
[0040]
[0041 ]
[0042]
[0043] Φ Wn、Φ Wn、Φ 為電壓U沖對(duì)應(yīng)分項(xiàng)的第η個(gè)測(cè)量值的三相電壓相位，Φ IW、 φ ?、φ 為三相電壓相位11次測(cè)量值的算數(shù)平均值。
[0044] 本發(fā)明中，電壓采樣模塊在恢復(fù)原PT二次回路狀態(tài)時(shí)采樣壓降消除裝置輸出端 電壓U。，電壓、相位檢測(cè)模塊進(jìn)行計(jì)算、分析、比較、進(jìn)行測(cè)量條件判斷，符合測(cè)量條件的數(shù) 據(jù)保存在CPU處理器中并進(jìn)行處理，包括以下步驟：
[0045] 電壓U1采樣完成后立即同時(shí)將開(kāi)關(guān)K i斷開(kāi)、開(kāi)關(guān)K 2、1(3均合上壓降消除裝置旁 路，壓降消除裝置退出運(yùn)行，PT二次回路切換到原回路狀態(tài)，在設(shè)定的時(shí)間周期內(nèi)立即測(cè)量 一組電壓U。，電壓U。對(duì)應(yīng)的三相電壓幅值為V O(A)、V〇(B)、V〇(C)、 三相電壓相位為、Φ。?、 Φ_;測(cè)量完成瞬間將K PK2J3合上，使壓降消除裝置投入運(yùn)行；將測(cè)量的該組電壓向量U。 在電壓幅值與相位檢測(cè)模塊中進(jìn)行電壓幅值、電壓相位計(jì)算、分析、比較，對(duì)電壓幅值采用 方差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050] CN 105158539 A ^ 4/丫貝
[0051]
[0052]
[0053] 其中￥。(_、^)^_"為電壓向量1]。的三相電壓測(cè)量值中的第11個(gè)測(cè)量值的電壓 幅值，V l3w、V_、￥_分別為三相電壓η次測(cè)量值的電壓幅值算數(shù)平均值；S。2值為判斷當(dāng)前 電壓是否符合設(shè)定的電網(wǎng)電壓平穩(wěn)測(cè)量條件，S 2l3w、S\B)、S2_分別為S。2中對(duì)應(yīng)分項(xiàng)；
[0054] 同樣設(shè)定 S。2= S2〇(a)+S21