一種消除pt二次回路壓降的電路和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除PT二次回路壓降的電路，包括電壓互感器二次回路和電能表，在所述二次回路中電壓互感器出口端并聯(lián)一電阻模塊，在所述二次回路中電能表接線端子處串聯(lián)接入一電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器二次回路中同時處于連接或者斷開狀態(tài)。本發(fā)明還公開了一種消除PT二次回路壓降的方法。
【專利說明】—種消除PT 二次回路壓降的電路和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力行業(yè)，特別是一種基于電壓跟隨器原理實現(xiàn)的消除PT 二次回路壓降的電路和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]DL/T448-2000《電能計量管理技術(shù)管理規(guī)程》中規(guī)定了各類電能計量裝置PT 二次回路壓降的允許范圍。PT二次回路壓降在電力計量系統(tǒng)中是個老大難問題，近年來已有解決問題研究成果陸續(xù)報道，主要有以下幾種方法:
[0003](I)減小二次回路導(dǎo)線阻抗。增大PT 二次回路導(dǎo)線截面、減小導(dǎo)線長度，減小回路中元器件接點接觸電阻。
[0004](2)減小PT 二次回路電流，如采用專用的PT 二次計量回路。
[0005](3)在PT端將電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號以光纖傳輸，在電能表端將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號供電能表使用以消除二次回路壓降。
[0006](4)引入補償裝置抵消PT 二次回路壓降引起的比差和角差。補償裝置有定值補償器、電流跟蹤式補償器、電壓跟蹤式補償器等。以電壓跟蹤式補償器為例，實時測量PT 二次端電壓和電能表計端電壓，補償器產(chǎn)生一個與PT 二次回路壓降大小相等、方向相反的電壓疊加于PT 二次回路，使壓降等效為零。
[0007]方法(I) (2)是常用方法，但是二次回路導(dǎo)線阻抗仍然存在，并且隨時間的推移，回路中元器件接點的氧化使接觸電阻變大，壓降隨之增大，難以根本解決問題。
[0008]方法(3)前端電壓測量的準(zhǔn)確性、數(shù)模轉(zhuǎn)換的同步性、準(zhǔn)確度是該方法的難點，很多場合需要比對，實施代價高。
[0009]方法(4)補償器需要鋪設(shè)電纜獲取比較信號，存在一定的電磁干擾，補償電壓還存在諧波問題，存在過補償?shù)娘L(fēng)險。
[0010]無論采用什么方法，必須保證計量的準(zhǔn)確性，符合計量法與現(xiàn)行的《電能計量管理技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，體現(xiàn)公正性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種消除PT二次回路壓降的電路和方法。
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種消除PT 二次回路壓降的電路，在PT 二次回路中，于電壓互感器出口端處并聯(lián)一組電阻模塊；于所述二次回路中電能表接線端子處串聯(lián)一組電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器和電能表之間的二次回路中同時處于連接或者斷開狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明電路中，所述電阻模塊的阻抗Zx符合以下公式:
[0014]Zx = Z+Z2/Zin,
[0015]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，為向量長度值。
[0016]本發(fā)明電路中，所述電壓跟隨器模塊采用運放電壓跟隨器。
[0017]本發(fā)明電路中，所述電壓跟隨器模塊的輸入端和輸出端連接監(jiān)控模塊監(jiān)控其工作狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明電路中，所述CPU監(jiān)控模塊監(jiān)控電壓跟隨器模塊輸出端負(fù)荷、電壓跟隨器模塊溫度。
[0019]所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監(jiān)控模塊監(jiān)測電源模塊的溫度。
[0020]本發(fā)明還公開了一種消除PT 二次回路壓降的電路方法，包括PT 二次回路和電能表，在所述二次回路中電壓互感器和電能表之間并聯(lián)電阻模塊和串聯(lián)電壓跟隨器模塊，所述電壓跟隨器模塊由一個CPU監(jiān)控模塊監(jiān)控工作狀態(tài)，所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊通過一個投切模塊控制是否連接在電壓互感器和電能表之間的二次回路中；當(dāng)監(jiān)控模塊檢測到任何一相電壓跟隨器故障，任何一相電壓跟隨器輸入輸出電壓比越限，跟隨器后端過負(fù)荷、斷路，跟隨器輸入電壓越限，電壓跟隨器模塊過溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復(fù)電壓互感器和電能表直接連接工作狀態(tài)。
[0021]本發(fā)明方法中，所述電阻模塊的阻抗Zx的設(shè)置公式為:
[0022]Zx = Z+Z2/Zin,
[0023]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，為向量長度值。
[0024]所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監(jiān)控模塊監(jiān)測電源模塊的溫度，電源模塊超過安全溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從PT電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復(fù)電壓互感器和電能表直接連接工作狀態(tài)。
[0025]本發(fā)明中，電阻模塊、投切模塊、電壓跟隨器模塊、監(jiān)控模塊、溫度模塊、電源模塊、通訊模塊、顯示模塊可以整合為一個快速接入原有電路的壓降消除成套裝置。
[0026]與現(xiàn)有壓降消除技術(shù)比較，本發(fā)明方法有以下優(yōu)勢:
[0027]1、本發(fā)明方法對PT 二次回路壓降消除準(zhǔn)確，等同于電能表直接獲得PT出口端電壓，不會產(chǎn)生抬升PT 二次出口電壓問題。
[0028]2、本發(fā)明方法對PT精度不產(chǎn)生影響，不影響計量綜合誤差。
[0029]3、本發(fā)明具有自動投切功能，故障時裝置整體退出回路，瞬間恢復(fù)原PT 二次回路工作狀態(tài)，安全可靠。
[0030]4、本發(fā)明的主要功能模塊容易采購生產(chǎn)，產(chǎn)品技術(shù)成熟，安裝施工方便。
[0031]5、本發(fā)明可以對多臺成套裝置實時監(jiān)控管理.
[0032]6、便于推廣，社會效益好、經(jīng)濟效益高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0034]圖1為本發(fā)明電路圖。
[0035]圖2為本發(fā)明裝置圖。

【具體實施方式】
[0036]如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種消除PT 二次回路壓降的電路，在PT 二次回路中，于電壓互感器出口端處并聯(lián)一電阻模塊；于所述二次回路中電能表接線端子處串聯(lián)一組電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器和電能表之間的二次回路中同時處于連接或者斷開狀態(tài)。
[0037]本發(fā)明電路中，所述電阻模塊的阻抗Zx符合以下公式:
[0038]Zx = Z+Z2/Zin,
[0039]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，為向量長度值。
[0040]本發(fā)明電路中，所述電壓跟隨器模塊采用運放電壓跟隨器。
[0041]本發(fā)明電路中，所述電壓跟隨器模塊的輸入端和輸出端連接監(jiān)控模塊監(jiān)控其工作狀態(tài)。
[0042]本發(fā)明電路中，所述CPU監(jiān)控模塊監(jiān)控電壓跟隨器模塊輸出端負(fù)荷、電壓跟隨器模塊溫度。所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監(jiān)控模塊監(jiān)測電源模塊的溫度。
[0043]本發(fā)明中，電阻模塊、投切模塊、電壓跟隨器模塊、監(jiān)控模塊、溫度模塊、電源模塊、通訊模塊、顯示模塊可以整合為一個快速接入原有電路的壓降消除成套裝置。
[0044]本發(fā)明還公開了一種消除PT 二次回路壓降的方法，在PT 二次回路中，于電壓互感器出口端處并聯(lián)一電阻模塊；于所述二次回路中電能表接線端子處串聯(lián)一電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器和電能表之間的二次回路中同時處于連接或者斷開狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)控模塊檢測到任何一相電壓跟隨器故障，任何一相電壓跟隨器輸入輸出電壓比越限，跟隨器后端過負(fù)荷或斷路，跟隨器輸入電壓越限，跟隨器模塊、裝置本體過溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從PT 二次回路中切除，瞬間恢復(fù)電壓互感器和電能表直接連接工作狀態(tài)。
[0045]本發(fā)明方法中，所述電阻模塊的阻抗Zx的設(shè)置公式為:
[0046]Zx = Z+Z2/Zin,
[0047]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，為向量長度值。
[0048]本發(fā)明原理是:在PT 二次回路中電壓跟隨器模塊串聯(lián)接入電能表端，由運放電壓跟隨器功能原理知道電壓跟隨器模塊消除了 PT 二次回路中回路阻抗與PT內(nèi)阻抗生產(chǎn)的壓降。電壓跟隨器前端回路電流I?0，負(fù)荷極小，回路相當(dāng)于開路。根據(jù)現(xiàn)行國標(biāo)(JJG10212007),PT的精度在PT 二次回路負(fù)荷滿足2.5VA…額定負(fù)荷的范圍內(nèi)得到保證。也就是說，僅使用電壓跟隨器可以消除壓降，但不能保證PT計量精度。PT二次回路相當(dāng)于開路，同時抬升了 PT出口端電壓，給電能計量帶來新誤差。為了實現(xiàn)消除PT二次回路壓降同時又能保證PT計量精度、又不產(chǎn)生電能計量新誤差的目的，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解決了問題。電阻模塊與電壓跟隨器模塊在PT二次回路中同時投切。本方法等同于電能表直接獲得PT出口端電壓，準(zhǔn)確消除PT二次回路壓降。電阻模塊、電壓跟隨器模塊、監(jiān)控模塊為主要模塊器件形成壓降消除成套裝置，監(jiān)控模塊根據(jù)檢測信息控制投切模塊的動作，實現(xiàn)成套裝置的自動投切。成套裝置正常、或臨時故障消失時，電壓跟隨器模塊與電阻模塊同時投入工作，PT二次回路處于壓降消除工作狀態(tài)，原工作狀態(tài)退出；成套裝置故障或外部電氣參數(shù)越限時電壓跟隨器模塊與電阻模塊同時退出工作，瞬間恢復(fù)原PT 二次回路工作狀態(tài)。
[0049]實施例
[0050]一、本發(fā)明的成套裝置(包括電阻模塊、投切模塊、電壓跟隨器模塊、監(jiān)控模塊、溫度模塊、電源模塊、通訊模塊、顯示模塊，可以快速接入原有電路進(jìn)行壓降消除。):
[0051 ] 1、實現(xiàn)三相三線，三相四線PT 二次回路壓降全自動準(zhǔn)確消除。
[0052]2、裝置使用工程塑料(或鑄鋁)外殼掛架式安裝，工作電源為220V交流。
[0053]3、采用電子原理線路、DSP技術(shù)、GPRS (以太網(wǎng))通訊技術(shù)，各功能模塊化處理。
[0054]4、監(jiān)控模塊監(jiān)測跟隨電路模塊輸入輸出電壓、PT 二次回路電壓、成套裝置工作電源輸入輸出電壓、裝置負(fù)荷、裝置溫度、裝置遙信狀態(tài)，存儲各項監(jiān)測數(shù)據(jù)，存儲不小于60個工作日測量數(shù)據(jù)，斷電后能保持3個月。
[0055]5、監(jiān)控模塊根據(jù)檢測信息控制投切模塊的動作，實現(xiàn)成套裝置的自動投切。成套裝置正常、或臨時故障消失時，電壓跟隨器模塊與電阻模塊同時投入工作，PT 二次回路處于壓降消除工作狀態(tài)，原工作狀態(tài)退出；成套裝置故障時電壓跟隨器模塊與電阻模塊同時退出工作，瞬間恢復(fù)原PT 二次回路工作狀態(tài)。
[0056]6、配置電阻模塊的電阻Zx = Z+Z2/Zin，在為電能表端阻抗(電阻)，Zin為電壓跟隨器輸入端阻抗，為向量長度值。
[0057]7、配置電阻模塊的電阻與PT額定負(fù)荷2.5VA?100% (新國標(biāo)JJG 10212007)或額定負(fù)荷25%?100% (對新國標(biāo)JJG 10212007以前仍在運行的PT)核對，當(dāng)配置的電阻模塊電阻值不在PT額定負(fù)荷范圍內(nèi)，按PT負(fù)荷下限2.5VA或額定負(fù)荷25%計算配置相應(yīng)配置電阻值。
[0058]8、在具體工程應(yīng)用中，如果電能表端負(fù)荷滿足PT 二次負(fù)荷(2.5VA或25%M 100%額定負(fù)荷)范圍要求，直接由電能表Z、裝置Zin計算確定Zx值；如果電能表端負(fù)荷不滿足PT 二次負(fù)荷范圍要求，由電能表端負(fù)荷滿足PT 二次額定負(fù)荷下限要求(2.5VA (新國標(biāo)JJG 10212007)或25%額定負(fù)荷)計算出Z，再由裝置的Zin計算確定Zx值。
[0059]本發(fā)明提供了一種消除PT 二次回路壓降的電路和方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種消除PT二次回路壓降的電路，包括電壓互感器二次回路和電能表，其特征在于，在所述二次回路中電壓互感器出口端并聯(lián)一組電阻模塊，在所述二次回路中電能表接線端子處串聯(lián)一組電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器二次回路中同時處于連接或者斷開狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述一組電阻模塊的電阻Zx符合以下公式:
Zx = Z+Z2/Zin, 其中Z表不電能表阻抗，Zin表不電壓跟隨器模塊輸入端的阻抗,均為向量長度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述電壓跟隨器模塊采用運放電壓跟隨器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述電壓跟隨器模塊的輸入端和輸出端連接CPU監(jiān)控模塊監(jiān)控其工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述CPU監(jiān)控模塊連接電壓跟隨器輸出端，用于監(jiān)控電壓跟隨器輸出后端負(fù)荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述CPU監(jiān)控模塊連接溫度模塊，用于監(jiān)測電壓跟隨器模塊的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消除PT二次回路壓降的電路，其特征在于，所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監(jiān)控模塊監(jiān)測電源模塊的溫度。
8.一種消除PT 二次回路壓降的電路方法，包括PT電壓互感器二次回路和電能表，其特征在于，在所述二次回路中電壓互感器和電能表之間并聯(lián)電阻模塊和串聯(lián)電壓跟隨器模塊，所述電壓跟隨器模塊由一個CPU監(jiān)控模塊監(jiān)控工作狀態(tài)，所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊通過一個投切模塊控制是否同時連接在電壓互感器和電能表之間的二次回路中；當(dāng)CPU監(jiān)控模塊檢測到任何一相電壓跟隨器故障，任何一相電壓跟隨器輸入輸出電壓比超過設(shè)定值、或者電壓跟隨器輸出端過負(fù)荷或斷路、或者跟隨器輸入電壓超過設(shè)定安全值，或者電壓跟隨器模塊超過安全溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從PT電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復(fù)電壓互感器和電能表直接連接工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種消除PT二次回路壓降的電路方法，其特征在于，所述電阻模塊的阻抗Zx的設(shè)置公式為:
Zx = Z+Z2/Zin, 其中Z表不電能表阻抗，Zin表不電壓跟隨器模塊輸入端的阻抗,為向量長度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種消除PT二次回路壓降的電路方法，其特征在于，所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監(jiān)控模塊監(jiān)測電源模塊的溫度，電源模塊超過安全溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從PT電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復(fù)電壓互感器和電能表直接連接工作狀態(tài)。
【文檔編號】G05F1/56GK104331115SQ201410573106
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】李鵬程, 肖永, 王玉萍, 楊沁暉, 錢坤 申請人:錢坤, 貴州電力試驗研究院