监测电压互感器的方法和系统与流程

本发明涉及电气领域，具体而言，涉及一种监测电压互感器的方法和系统。

背景技术：

在发电机中的电压互感器(发电机PT)运行时，由于电压互感器的容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。并且，电压互感器的电流含有直流分量和各次谐波分量，电流的数值非常小(数值为毫安级)，目前的监测设备只能监测到电压互感器的电压信号，无法有效测量和记录电压互感器的电流数据。

但由于电压互感器本身的阻抗很小，如果其副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈；由于目前没有有效测量和记录电压互感器的电流数据的方法，从而无法根据分析电压互感器的电流数据变化情况，找出电压互感器一次保险熔断或者线圈匝间短路的原因，容易造成人身和设备事故。

针对上述现有的监测方式无法有效监测电压互感器的运行状况的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种监测电压互感器的方法和系统，以至少解决现有的监测方式无法有效监测电压互感器的运行状况的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种监测电压互感器的方法，包括：接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

进一步地，通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常，包括：比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小；若上述第一电流数据和上述第二电流数据中的任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

进一步地，在确定与第一电压信号对应的第一电流数据，以及与第二电压信号对应的第二电流数据之后，上述方法还包括：将上述第一电流数据和上述第二电流数据发送至目标终端；监测上述目标终端的显示界面，其中，上述显示界面用于显示上述第一电流数据和上述第二电流数据。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种监测电压互感器的系统，包括：第一预定元件，接入发电机中电压互感器的一次绕组，用于采集上述电压互感器的第一电压信号；第二预定元件，接入上述一次绕组，用于采集上述电压互感器的第二电压信号；分析设备，与上述第一预定元件和上述第二预定元件连接，用于确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据，并通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

进一步地，上述分析设备，包括：输入元件，用于接收上述第一电压信号和上述第二电压信号；模数转换器，与上述输入元件连接，用于将上述第一电压信号转换为第一数字量，以及将上述第二电压信号转换为第二数字量；处理器，与上述模数转换器连接，用于对上述第一数字量进行运算处理，得到第一电流数据，以及对上述第二数字量进行运算处理，得到第二电流数据。

进一步地，上述处理器，还用于比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小，其中，若上述第一电流数据和上述第二电流数据中任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

进一步地，上述系统还包括：目标终端，与上述处理器连接，用于显示上述第一电流数据和上述第一电流数据。

进一步地，上述第一预定元件为霍尔元件，上述霍尔元件的第一端接入上述一次绕组的接地端子；上述霍尔元件的第二端接入上述分析设备；上述第二预定元件为分压电阻，上述分压电阻的第一端接入上述一次绕组的接地端子；上述分压电阻的第二端接入上述分析设备。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，上述存储介质包括存储的程序，其中，上述程序执行如下方法步骤：接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行如下方法步骤：接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

在本发明实施例中，通过接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常，达到了有效监测电压互感器的运行状况的目的，从而实现了提高电压互感器的工作效率和安全性的技术效果，进而解决了现有的监测方式无法有效监测电压互感器的运行状况的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的方法的步骤流程图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的监测电压互感器的方法的步骤流程图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的监测电压互感器的方法的步骤流程图；以及

图5是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，为方便理解本发明实施例，下面将对本发明中所涉及的部分术语或名词进行解释说明：

霍尔元件：一种基于霍尔效应的磁传感器，由于通电导线周围存在磁场，其大小和导线中的电流成正比，可以利用霍尔元件测量出磁场，确定导线电流的大小。

实施例1

本发明实施例还提供了一种监测电压互感器的系统，图1是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的系统的结构图，如图1所示，该系统包括：第一预定元件10、第二预定元件12以及分析设备14，其中，

第一预定元件10，接入发电机中电压互感器的一次绕组，用于采集上述电压互感器的第一电压信号；第二预定元件12，接入上述一次绕组，用于采集上述电压互感器的第二电压信号；分析设备14，与上述第一预定元件和上述第二预定元件连接，用于确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据，并通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

在本发明实施例中，通过第一预定元件，接入发电机中电压互感器的一次绕组，用于采集上述电压互感器的第一电压信号；第二预定元件，接入上述一次绕组，用于采集上述电压互感器的第二电压信号；分析设备，与上述第一预定元件和上述第二预定元件连接，用于确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据，并通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常，达到了有效监测电压互感器的运行状况的目的，从而实现了提高电压互感器的工作效率和安全性的技术效果，进而解决了现有的监测方式无法有效监测电压互感器的运行状况的技术问题。

在一种可选的实施例中，上述第一预定元件为霍尔元件，上述霍尔元件的第一端接入上述一次绕组的接地端子；上述霍尔元件的第二端接入上述分析设备；上述第二预定元件为分压电阻，上述分压电阻的第一端接入上述一次绕组的接地端子；上述分压电阻的第二端接入上述分析设备。

在一种可选的实施例中，上述分析设备可以为一种波形记录仪，例如，aDF1024波形记录仪，并且该波形记录仪还可以为改良后的波形记录仪。

在本申请实施例中，可以通过霍尔元件(可以为霍尔传感器)采集电压互感器的第一电压信号，分压电阻采集电压互感器的第二电压信号。其中，霍尔传感器的输入端可以但不限于，以穿心式串接入电压互感器的一次绕组接地端子，霍尔传感器输出端可以接分压电阻相连的铜排，分压电阻公共地相连的铜排接入电压互感器的一次绕组接地线。

需要说明的是，为提高监测效果和测试安全性，上述分压电阻的数量可以但不限于两个，例如，可以为两个并联连接的电阻。

以上述分析设备为aDF1024波形记录仪为例，aDF1024波形记录仪共包括三大模块：装置本体、录波通信管理模块、波形分析及特性曲线模块，aDF1024波形记录仪装置本体由主机、模拟量输入插件、开关量输入插件、电源插件和壳体组成，aDF1024波形记录仪采用100M以太网接口与后台PC机通信，上述aDF1024波形记录仪外部还可以包括有机柜，其中，该机柜可以采用前后开门的方式，包括：外壳、通信模块、电源模块和端子排。

本申请中的霍尔元件可以但不限于采用CHB-5SG/SP3闭环霍尔电流传感器，测量频率为0～100kHz，测量精度为5A±0.5％，响应时间小于1μS，额定电流为5A，电源电压为±15V，输出电压额定值为4V，对应原边电流5A。为了提高测量精度和监测电压互感器的一次绕组接地可靠，采用2芯1.0mm2电缆并联后在霍尔传感器原边缠绕10匝，再串接在监测电压互感器的一次绕组接地点处。

此外，在一种可选的实施例中，上述霍尔传感器二次侧为4个端子，1端：电源正(+15V)，2端：电源负(-15V)，3端：输出端，4端：公共地(⊥：0V)，通过4芯预制电缆引出发电机的电压互感器外，接入上述分析设备。

本申请中的分压电阻可以但不限于采用RXG24-100W-2RJ铝壳电阻器，功率为100瓦，阻值为2欧姆。为了保证一次PT一次绕组接地可靠，串联的分压电阻可以采用2只电阻并联，并联后为200瓦、1欧姆，分压电阻两端通过电缆引出电压信号，分压电阻二次侧为4个端子，1端：空，2端：空，3端：输出端，4端：公共地(⊥：0V)，通过4芯预制电缆引出发电机的电压互感器外，接入上述分析设备。

作为一种可选的实施方式，上述分析设备，包括：输入元件，用于接收上述第一电压信号和上述第二电压信号；模数转换器，与上述输入元件连接，用于将上述第一电压信号转换为第一数字量，以及将上述第二电压信号转换为第二数字量；处理器，与上述模数转换器连接，用于对上述第一数字量进行运算处理，得到第一电流数据，以及对上述第二数字量进行运算处理，得到第二电流数据。

在一种可选的实施例中，上述模数转换器可以为A/D转换器，上述处理器可以为CPU芯片，在本申请中，上述A/D转换器和上述CPU芯片可以集成在上述aDF1024波形记录仪中，但是也可以独立存在，仍可以实现上述技术效果。

在一种可选的实施例中，上述处理器，还用于比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小，其中，若上述第一电流数据和上述第二电流数据中任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

由于在电压互感器的运行状况正常的情况下，其电流的数值非常小，因此，上述预定电流数据可以但不限于5A，需要说明的是，上述预定电流数据可以根据情况确定，本申请对此不做具体限定，仅为示意说明。

作为一种可选的实施方式，上述系统还包括：目标终端，与上述处理器连接，用于显示上述第一电流数据和上述第一电流数据。

在本申请所提供的可选实施例中，还可以实时在终端设备上(例如PC机)显示电压互感器的电流幅值、相位、波形等运行参数，当电压互感器电流达到设定值(可以预设为5A)时，采集和记录发电机的电压互感器的电流幅值、相位、波形。

需要说明的是，本申请中的图1中所示监测电压互感器的系统的具体结构仅是示意，在具体应用时，本申请中的监测电压互感器的系统可以具有比图1所示出的多或少的结构。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种监测电压互感器的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的方法的步骤流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；

步骤S104，确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；

步骤S106，通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

在本发明实施例中，通过接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常，达到了有效监测电压互感器的运行状况的目的，从而实现了提高电压互感器的工作效率和安全性的技术效果，进而解决了现有的监测方式无法有效监测电压互感器的运行状况的技术问题。

在一种可选的实施例中，上述步骤S102至步骤S106所提供的实施例中，执行主体可以为一种分析设备，其中，该分析设备可以为一种波形记录仪，例如，aDF1024波形记录仪，并且该波形记录仪还可以为改良后的波形记录仪。

在本申请实施例中，可以通过霍尔元件(可以为霍尔传感器)采集电压互感器的第一电压信号，分压电阻采集电压互感器的第二电压信号。其中，霍尔传感器的输入端可以但不限于穿心式接入电压互感器的一次绕组接地端子，霍尔传感器输出端可以接分压电阻M端相连的铜排，分压电阻公共地相连的铜排接入电压互感器的一次绕组接地线。

需要说明的是，为提高监测效果和测试安全性，上述分压电阻的数量可以但不限于两个，例如，可以为两个并联连接的电阻。

在发电机的电压互感器一次绕组接入霍尔元件和分压电阻，霍尔元件的二次侧信号引出，采集的第一电压信号经过变换后送至高性能A/D转换器，CPU运算后计算出电压互感器的一次回路电流值i1；分压电阻两端通过电缆引出电压信号，采集的第二电压信号经过变换后送至高性能A/D转换器，CPU运算后计算出电压互感器的一次回路电流值i2，通过欧姆定律计算，可以确定与电压信号确定的电流数据，进而可以达到精确测量和实时记录PT电流数据(幅值、相位、波形等运行参数)。

在本申请实施例中，通过采用霍尔元件与电阻分压相结合的方式，实现测量准确性相互验证测量发电机的电压互感器电流，可以找出电压互感器一次保险熔断和线圈匝间短路原因，采取有针对性的防范措施，避免PT熔断器或线圈烧损，保证电压互感器设备和发电机组的安全稳定运行。

作为一种可选的实施例，图3是根据本发明实施例的一种可选的监测电压互感器的方法的步骤流程图，如图3所示，通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常，包括：

步骤S202，比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小；

步骤S204，若上述第一电流数据和上述第二电流数据中的任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

在一种可选的实施例中，可以通过上述处理器执行上述步骤S202至步骤S204，处理器可以为集成在上述aDF1024波形记录仪中的CPU芯片，也可以为独立的CPU芯片。

由于在电压互感器的运行状况正常的情况下，其电流的数值非常小，因此，上述预定电流数据可以但不限于5A，需要说明的是，上述预定电流数据可以根据情况确定，本申请对此不做具体限定，仅为示意说明。

在一种可选的实施例中，图4是根据本发明实施例的一种可选的监测电压互感器的方法的步骤流程图，如图4所示，在确定与第一电压信号对应的第一电流数据，以及与第二电压信号对应的第二电流数据之后，上述方法还包括：

步骤S302，将上述第一电流数据和上述第二电流数据发送至目标终端；

步骤S304，监测上述目标终端的显示界面，其中，上述显示界面用于显示上述第一电流数据和上述第二电流数据。

在一种可选的实施例中，可以通过aDF1024波形记录仪将上述第一电流数据和上述第二电流数据发送至目标终端，并实时监测上述目标终端的显示界面。

在本申请所提供的可选实施例中，还可以实时在终端设备上(例如PC机)显示电压互感器的电流幅值、相位、波形等运行参数，当电压互感器电流达到设定值(可以预设为5A)时，采集和记录发电机的电压互感器的电流幅值、相位、波形。

需要说明的是，上述实施例1中的任意一种可选的或优选的监测电压互感器的方法，均可以在本实施例所提供的监测电压互感器的系统中执行或实现。

此外，仍需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。

实施例3

本发明实施例还提供了一种用于实施上述监测电压互感器的方法的装置，图5是根据本发明实施例的一种监测电压互感器的装置的结构框图，如图5所示，上述监测电压互感器的装置，包括：接收模块50、第一确定模块52以及第二确定模块54，其中，

接收模块50，用于接收上述电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；第一确定模块52，用于确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；第二确定模块54，用于通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的方式位于不同的处理器中。

此处需要说明的是，上述接收模块50、第一确定模块52以及第二确定模块54对应于实施例2中的步骤S102至步骤S106，上述模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例2所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在计算机终端中。

需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1和2中的相关描述，此处不再赘述。

上述的监测电压互感器的装置还可以包括处理器和存储器，上述接收模块50、第一确定模块52以及第二确定模块54等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元，上述内核可以设置一个或以上。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本申请实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述存储介质所在设备执行上述任意一种监测电压互感器的方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

本申请实施例还提供了一种处理器。可选地，在本实施例中，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述任意一种监测电压互感器的方法。

本申请实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小；若上述第一电流数据和上述第二电流数据中的任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

可选地，上述处理器执行程序时，还可以将上述第一电流数据和上述第二电流数据发送至目标终端；监测上述目标终端的显示界面，其中，上述显示界面用于显示上述第一电流数据和上述第二电流数据。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：接收电压互感器的第一电压信号和第二电压信号；确定与上述第一电压信号对应的第一电流数据，以及与上述第二电压信号对应的第二电流数据；通过分析上述第一电流数据和上述第二电流数据，确定上述电压互感器的运行状况是否正常。

可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以比较上述第一电流数据与预定电流数据的大小，以及上述第二电流数据与上述预定电流数据大小；若上述第一电流数据和上述第二电流数据中的任意一个电流数据大于上述预定电流数据，则确定上述电压互感器的运行状况异常。

可选地，上述计算机程序产品执行程序时，还可以将上述第一电流数据和上述第二电流数据发送至目标终端；监测上述目标终端的显示界面，其中，上述显示界面用于显示上述第一电流数据和上述第二电流数据。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。