变电站工程电流互感器二次回路极性校验方法及系统

1.本发明属于电测量技术领域，尤其涉及变电站工程电流互感器二次回路极性校验方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.通流通压试验是在输变电工程启动送电前，通过对一次设备的实际通流、通压，检验全站ct或pt(cvt)的极性、变比、二次接线、相序的正确性，检验母线保护、主变保护差流异常问题，验证全站二次电流和电压回路正确性，确保变电站安全顺利投运。
4.现有的通流通压设备由控制保护器、隔离变压器和升压变压器以及相关的测量系统等构成。将三相电源通过通流试验设备，改变其电流或电压的参数，在一次设备回路中加入较大的电流或电压，在ct或pt二次回路中使用伏安相位表及万用表进行测量，人工记录电流、电压幅值、相位，通过专业人员分析判断，达到校验二次回路的目的。
5.传统的电流互感器极性校验方法需要两人现场测量，一人采集，一人抄录数据，根据记录的数据进行计算，计算量大，费时费力，继电保护人员还需要查询图纸，根据变电站拓扑架构和记录的数据，进行极性校验，极性判断完全依赖于人工经验，无法保证判断结果的准确性。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了变电站工程电流互感器二次回路极性校验方法，通过系统集成，提高了测试仪器便携性，实现电压电流数据的快速采集。
7.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
8.第一方面，公开了变电站工程电流互感器二次回路极性校验系统，包括：电压测量主机、电流测量从机及服务器；
9.所述电流测量从机钳入二次电流线并发出电流过零检测触发脉冲至电压测量主机；
10.所述电压测量主机同步接收触发脉冲并计算电流相位并传输至服务器；
11.所述服务器根据待校验的电流互感器二次回路图纸建立一次拓扑，基于该一次拓扑计算电流互感器二次回路理论电流相位，将接收的实测电流相位与理论电流相位对比进行校验极性。
12.作为进一步的技术方案，所述电流测量从机钳入二次电流线后，测量电流幅值，若电流幅值不为零，则发出电流过零检测触发脉冲。
13.作为进一步的技术方案，所述电压测量主机接收电流测量从机采集n次电流过零时刻和电压过零时刻，第一次电压过零时刻为t
20
，最后一次采集过零时刻为t
2n
；
14.电压测量主机采集到的电流第一次过零时刻为t
11
，最后一次过零时刻为t
1n
，电流
相角计算公式如下：
[0015][0016]
作为进一步的技术方案，所述电压测量主机与所述电流测量从机之间为通过无线局域网进行数据交互。
[0017]
作为进一步的技术方案，所述电压测量主机与服务器之间通过有线或无线方式进行通信；
[0018]
优选的，所述电压测量主机与服务器之间采用4g或5g的方式进行通信。
[0019]
第二方面，公开了变电站工程电流互感器二次回路极性校验方法，包括：
[0020]
针对二次电流线利用电流测量从机进行电流检测并发出电流过零检测触发脉冲至电压测量主机；
[0021]
利用电压测量主机同步接收触发脉冲并计算电流相位并传输至服务器；
[0022]
服务器根据待校验的电流互感器二次回路图纸建立一次拓扑，基于该一次拓扑计算电流互感器二次回路理论电流相位，将接收的实测电流相位与理论电流相位对比进行校验极性。
[0023]
作为进一步的技术方案，建立一次拓扑后，设置电流互感器的一二次方向并建立电流互感器二次回路的相角方向判断规则。
[0024]
作为进一步的技术方案，设置现场经核对过相位的电压互感器a相为基准角，测量的电流互感器二次绕组的角度为与a相电压互感器相角的差值。
[0025]
作为进一步的技术方案，服务器接收现场电流互感器多个二次绕组的的三相电流相角；
[0026]
根据采集到的a相电流相角，计算理论b和c相角；
[0027]
基于判断规则，进行相序判断。
[0028]
作为进一步的技术方案，将接收的实测电流相位与理论电流相位对比进行校验极性，具体为：
[0029]
首先判断相序是否正确，若正确，则继续判断绕组间a相相角差是否未超限，若未超限，则极性正确，否则，极性错误。
[0030]
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0031]
本发明技术方案通过数据采集、通信和处理的过程，实现极性校验的功能，提高了测试仪器便携性，实现电压电流数据的快速采集，减少了测量过程中所用人工，数据可进行存储和溯源。
[0032]
本发明电流互感器一次绕组对应多个二次绕组，每个二次绕组数据采集完成后，后台进行相位相角横向对比计算，进而根据规则完成极性校验。通过后台算法，实现了电流互感器多个绕组的极性一键校验，并提高了测量结果分析的准确性。
[0033]
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0034]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。
[0035]
图1为本发明实施例系统架构图；
[0036]
图2为本发明实施例校验流程图；
[0037]
图3为本发明实施例电流测量从机结构示意图；
[0038]
图4为本发明实施例电压测量主机电路示意图；
[0039]
图5为本发明实施例电压测量主机结构示意图。
具体实施方式
[0040]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0041]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0042]
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]
实施例一
[0044]
本实施例公开了变电站工程电流互感器二次回路极性校验系统，参见附图1所示，包括：
[0045]
电压测量主机、电流测量从机和系统后台，系统后台主要包括服务器及其执行的系统软件。
[0046]
电流测量从机测量电流幅值，采集过零信号触发信号，并将触发信号发送给电压测量主机，并根据过零信号计算电流相角。
[0047]
在一具体实施例子中，针对现有电流采集设备为钳形铁芯采集装置和处理装置分体结构，测试过程需一手拿铁芯采集装置，一手拿处理装置，测试过程中屏柜内线路复杂，测试点之间存在多重障碍，复杂测试环境导致走线错综复杂，测试效率低的问题，参见附图3所示，本发明的电流测量从机为一测量钳，用于电流互感器二次回路进行本地测量，包含钳形铁芯1、电池2、充电控制板3、主控终端及天线4、指示灯及按键5。
[0048]
其中，钳形铁芯，固定在测量钳顶部，通过扭簧进行开关闭合；电池，用于整个测量钳供电，电池通过连接线与充电电路板连接，电池通过连接线与控制电路板连接，为控制电路板充电；充电控制板，用于为电池充电；主控终端，通过与钳形铁芯连接，采集电流，本地进行a/d转换，检测电流的幅值和过零信号，主控终端具备天线接口，可通过无线通信进行数据传输；指示灯，用于指示测量钳的工作状态及开关机状态。按键，用于开关机。该电流测量从机测量钳内集成采集铁芯、充电电路板和主控控制板，统一由主控终端进行控制，有利于现场采集测试，提高检测效率。
[0049]
具体工作时，钳形铁芯测量采集电流互感器二次回路中电流，主控终端接收钳形铁芯输出的模拟量，随后主控终端对电流进行a/d转换，并可通过无线传输。
[0050]
在一具体实施例子中，为了避免目前的电压测量装置与电流测量装置一体设置，不方便电压电流的分体测量的问题，本发明公开了单体设计的电压测量主机，参见附图4、5
所示，包含主控cpu电路板、接线端子、液晶显示、联网模块、充电电路板、指示灯、usb接口；
[0051]
cpu电路板，进行电压采集转换，将采集数据显示在液晶显示模块上，并通过ttl接口通信将采集数据通过联网模块传输至服务器；接线端子，采集电压互感器二次侧电压；联网模块，将采集数据传输至服务器；充电电路板，用于为电池充电；电池，为整个装置供电；指示灯，包含联网指示灯、运行指示灯；usb接口，可通过usb接口为其他装置充电。
[0052]
如图5所示，面板，具备运行指示和联网指示灯，可采集测量并显示电压的幅值和相位，具备充电接口，系统开关，电压采样具备a相和n相的接口，并可在面板上提供使用说明。
[0053]
电压测量主机测量电压互感器的二次侧电压，选取一个二次侧电压的a相相角为基准点，电流各相角是测量点与a相电压相角的差值，通过无线通信与电流测量从机进行采集同步，电压测量主机具备远程无线通信功能，可将数据传输至系统后台。
[0054]
电压测量主机计算电流相角的步骤如下：
[0055]
电流测量从机钳入二次电流线，采集二次电流线n次电流过零时刻和电压过零时刻，第一次电压过零时刻为t
20
，最后一次采集过零时刻为t
2n
；
[0056]
电压测量主机采集到的电流第一次过零时刻为t
11
，最后一次过零时刻为t
1n
，则在电压测量主机上进行相位计算，电流相角计算公式如下：
[0057][0058]
系统后台将电压测量主机传回的电压电流相角，通过系统后台建立的一次拓扑，根据图纸设置一次拓扑中的电流互感器的一次和二次极性，通过现场获取相应的电流幅值和相位，判断电流互感器二次侧极性是否正确。
[0059]
实施例二
[0060]
参见附图2所示，本实施例的目的是提供极性校验的方法步骤如下：
[0061]
步骤1：系统后台根据设计图纸建立一次拓扑结构；
[0062]
步骤2：根据设计图纸中标注电流互感器的一次电流方向p1(p1-》p2)或p2(p2-》p1)，二次接线方向s1(s1-》s3)或s3(s3-》s1)；
[0063]
步骤3：根据图纸中的标注，建立电流互感器二次回路的相角方向判断，用于后续极性判断使用，判断规则如表1所示；
[0064]
表1电流互感器二次接线方向判断
[0065][0066]
步骤4：设置现场经核对过相位的电压互感器a相为基准角，表3极性判断需要知道其连接方向，因此测量的电流互感器二次绕组的角度为与a相电压互感器相角的差值；
[0067]
步骤5：现场测量，系统后台接收现场电流互感器多个二次绕组的的三相电流相角θa、θb、θc；
[0068]
步骤6：二次绕组的相序判断，根据采集到的a相电流相角θa，计算理论b和c相角，并根据以下判断规则进行判断：
[0069]
计算b相理论相角θ
b理论
，θ
b理论
＝θa+120
°
，当θ
b理论
≤360
°
，θ
b理论
＝θ
b理论
；当θ
b理论
＞360
°
，则θ
b理论
＝θa+120
°‑
360
°
；
[0070]
计算c相理论相角θ
c理论
，θ
c理论
＝θa+240
°
，当θ
c理论
≤360
°
，θ
c理论
＝θ
c理论
；当θ
c理论
＞360
°
，则θ
c理论
＝θa+240
°‑
360
°
；
[0071]
步骤7：相序判断，判断规则如表2所示；
[0072]
表2相序判断规则
[0073][0074][0075]
步骤8：相序无错误后，进入进行判断流程，电流互感器的多个二次绕组a相相角进行差值横向对比，方向一致时，相角差值不大于10
°
，方向不一致时，相角差值大于170
°
，小于190
°
，判断规则如表3所示。
[0076]
表3极性判断规则
[0077][0078]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。