电压互感器开口三角回路断线监测装置及应用方法
【专利摘要】本发明公开了电压互感器开口三角回路断线监测装置及应用方法，包括全封闭机箱和安装固定耳，其特征在于：所述的全封闭机箱的前板面上设有显示屏；在显示屏的下侧设有操作键盘；显示屏的右侧设有信号指示灯；所述的全封闭机箱内设有PCB主板；所述的全封闭机箱的后壁上侧设有10KV母线的二次回路电压接线端子排；所述的全封闭机箱的后壁下侧设有485通讯端子排；所述的全封闭机箱的后壁右侧设有以太网接口。该装置及应用方法，在开口三角二次回路出现断线时能及时发出告警信息并报送调度主站以便检修人员做出处理，消除设备运行中出现的隐患；保证了装置监测结果可靠性和灵敏度,确保了开口三角回路无缺陷运行。
【专利说明】
电压互感器开口兰角回路断线监测装置及应用方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种电压互感器二次电压监测装置的改进，具体地说是一种电压互感 器开口 Ξ角回路断线监测装置及应用方法。
【背景技术】
[0002] 电压互感器的辅助二次绕组按Ξ角形接线依次首尾相接但不闭合，即为开口 Ξ角 回路；电压互感器开口Ξ角电压3U〇是由Ξ相互感器的副边绕组依次首尾相连形成的电压， 如图6所示，Ua矢量、Ub矢量、Uc矢量首尾成Ξ角形相接，但不闭合。电压互感器开口 Ξ角绕 组在设备带负荷正常运行时，端口电压基本为1-2V，部分开口 Ξ角绕组二次端电压为零，当 开口 Ξ角绕组二次回路存在烙断器击穿损坏或者出现回路断线情况时，因为Α、ΒΧΞ相电 压均正常，加之开口 Ξ角电压存在感应电压，其回路断线不易被察觉，无论是现有的lOkV线 路保护装置还是小电流接地选线装置均无法准确判断开口Ξ角绕组二次回路是否出现断 线。此时若发生中性点不接地系统单相接地故障，故障相对地电压降为零，非故障相对地电 压升高为原来的苗倍，开口 Ξ角电压3U〇在断线后电压为零，现有小电流接地选线装置则因 开口 Ξ角电压为零无法判断故障母线，给设备的接地选线功能带来了安全隐患。
[0003] 通过检索可知，中国专利CN104535956A公开了一种"检测电压互感器二次开口 Ξ 角回路接线/极性正确性的方法"，能够解决开口 Ξ角极性错误导致零序保护误动作或拒动 作的问题，不能在开口 Ξ角二次回路出现断线时能及时准确发出告警信息。目前尚未见在 开口Ξ角二次回路出现断线时能及时准确判断断线位置并发出告警信息及时报送调度主 站W便检修人员做出处理的装置的报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种交互界面友好，判断准确，后期改造加装方便的电压 互感器开口 Ξ角回路断线监测装置。该电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置及应用方 法，能实时监测并记录Ξ相电压及零序电压，在开口 Ξ角二次回路出现断线时能及时准确 发出告警信息并报送调度主站W便检修人员做出处理，消除设备运行中出现的隐患。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种实现上述目的的电压互感器开口 Ξ角回路断线 监测装置的应用方法。
[0006] 为了达到W上目的，本发明所采用的技术方案是：该电压互感器开口Ξ角回路断 线监测装置，包括全封闭机箱和两端的安装固定耳，其特征在于:所述的全封闭机箱的前板 面上设有初始化信息液晶显示屏;在初始化信息液晶显示屏的下侧设有操作键盘;在初始 化信息液晶显示屏的右侧设有信号指示灯;所述的全封闭机箱内设装有通讯单元、主控单 元、电压感应器数据采集单元和电源模块的PCB主板;所述的全封闭机箱的后壁上侧设有 10KV母线的二次回路电压接线端子排;所述的全封闭机箱的后壁下侧设有485通讯端子排； 所述的全封闭机箱的后壁右侧设有W太网接口；电压感应器数据采集单元、电源模块和操 作键盘接入主控单元，主控单元接入初始化信息液晶显示屏和通讯单元;通讯单元通过串 口或W太网接口发送给通讯设备；电压感应器数据采集单元采集lOKV母线的二次回路电压 接线端子排的化相、化N相、化相、化相、Uc相和化相的电压数据，电压互感器交流A、B、CS相 电压及开口Ξ角电压经二阶低通滤波之后进入电压互感器数据采集单元转换成数字信号 输入主控单元，由高性能Blackfin系列处理器和存储器构成的主控单元将数字信号进行处 理逻辑判定，主控单元再将判定的当前母线电压及各项参数信息结果通过初始化信息液晶 显示屏显示，并通过通讯单元将信号上送至调度主站的通讯设备。
[0007]本发明还通过如下措施实施:所述的操作键盘包括返回键、下翻键、上翻键、确定 键，在不同菜单环境下功能不同，主要用于参数设置、切换菜单、用户交互操作的信息。
[000引所述的电源模块与220V交流/直流电源连接。
[0009] 所述的信号指示灯共有四个，分别为运行指示灯、断线指示灯、告警指示灯和通讯 指示灯，均与主控单元的电路连接。
[0010] 电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置的应用方法，其特征在于：由W下步骤完 成： (1) 、首先将10KV母线的二次回路接入电压接线端子排、电源及485通讯端子或者网络 接口相关配线完善，将电源开关置于ON状态，电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置上电 正常运行，硬件初始化完毕之后运行指示灯常亮； (2) 、系统正常运行时，向量化矢量、Ub矢量和Uc矢量之和3Uo为零，目阳L矢量和化N矢量 等电位，然后分别量取Ua相与化相之间的电压，则为电压A相二次绕组电压;量取化相与Uc 相之间的电压、化相与化相之间的电压，皆为相应互感器二次单相绕组电压； (3) 、判断断线位置：当任意一相电压与化相之间因失去参考值电压化《40V时，则判断 在开口Ξ角回路化相一侧出现断线，断线指示灯亮，告警指示灯也亮；当任意一相电压与化 相之间压差化《40V时，则判断在开口立角二次回路化相至Uln相侦赔地点之间发生断线，断 线指示灯亮，告警指示灯也亮；当任意一相电压与化N相之间电压化《40V时，则判断在开口 Ξ角回路化N相侧接地点之后的回路中发生断线，断线指示灯亮，告警指示灯也亮； (4) 、在串口通讯方式下，作业人员通过操作按键设定功能菜单下串口号及波特率，通 信连接成功之后，通讯指示灯亮，判断开口 Ξ角回路是否断线的结果并通过通信单元将信 号上送至调度主站的通讯设备； 巧）、检修人员接到开口 Ξ角二次回路出现断线时的准确告警信息后，立即做出处理， 即可消除设备运行中出现的隐患。
[0011] 本发明的有益效果在于：该电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置及应用方法， 能实时监测并记录Ξ相电压及零序电压，在开口 Ξ角二次回路出现断线时能及时准确发出 告警信息并报送调度主站W便检修人员做出处理，消除设备运行中出现的隐患;该装置，安 装及维护方便，有友好的人机界面，通讯方式灵活，通过实时监测相电压与开口 Ξ角回路电 压差及可靠的硬件系统设计，保证了装置监测结果可靠性和灵敏度，确保了开口 Ξ角回路 无缺陷运行。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的结构主视局剖示意图。
[0013] 图2为本发明的结构PCB主板俯视示意图。
[0014] 图3为本发明的结构后视示意图。
[0015] 图4为本发明的结构电路原理框图。
[0016] 图5为本发明的结构主控单元逻辑判定示意图。
[0017] 图6为本发明的结构电压互感器的辅助二次绕组回路原理示意图。
【具体实施方式】
[0018] 图1、图2、图3、图4、图5、图6给出了本发明的一个实施例。
[0019] 该电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置，包括全封闭机箱1和两端的安装固定 耳2,通过安装固定耳2固定于开关柜或者保护屏上，其特征在于:所述的全封闭机箱1的前 板面上设有初始化信息液晶显示屏3;在初始化信息液晶显示屏3的下侧设有操作键盘4;在 初始化信息液晶显示屏3的右侧设有信号指示灯5;所述的全封闭机箱1内设装有通讯单元 61、主控单元62、电压感应器数据采集单元63和电源模块64的PCB主板6;所述的全封闭机箱 1的后壁上侧设有10KV母线的二次回路电压接线端子排7;所述的全封闭机箱1的后壁下侧 设有485通讯端子排8;所述的全封闭机箱1的后壁右侧设有W太网接口9;电压感应器数据 采集单元63、电源模块64和操作键盘4接入主控单元62，主控单元62接入初始化信息液晶显 示屏3和通讯单元61;通讯单元61通过串口或W太网接口 9发送给通讯设备65;电压感应器 数据采集板63采集10KV母线的二次回路电压接线端子排7的化相、化N相、Ua相、m3相、Uc相 和化相的电压数据，电压互感器交流A、B、CS相电压及开口 Ξ角电压经二阶低通滤波之后 进入电压互感器数据采集单元63转换成数字信号输入主控单元62,由高性能Blackf in系列 处理器和存储器构成的主控单元62将数字信号进行处理逻辑判定，主控单元62再将判定的 当前母线电压及各项参数信息结果通过初始化信息液晶显示屏3显示，并通过通信单元61 将信号上送至调度主站的通讯设备65。
[0020] 本发明还通过如下措施实施:所述的操作键盘4包括返回键、下翻键、上翻键、确定 键，在不同菜单环境下功能不同，主要用于参数设置、切换菜单、用户交互操作的信息。
[0021] 所述的电源模块64与220V交流/直流电源连接。
[0022] 所述的信号指示灯5共有四个，分别为运行指示灯51、断线指示灯52、告警指示灯 53和通讯指示灯54,均与主控单元62的电路连接。
[0023] 电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置的应用方法，其特征在于：由W下步骤完 成： (1) 、首先将10KV母线的二次回路接入电压接线端子排7、电源及485通讯端子8或者网 络接口 9相关配线完善，将电源开关置于ON状态，电压互感器开口 Ξ角回路断线监测装置上 电正常运行，硬件初始化完毕之后运行指示灯51常亮； (2) 、系统正常运行时，向量化矢量、Ub矢量和Uc矢量之和3Uo为零，目阳L矢量和化N矢量 等电位，然后分别量取Ua相与化相之间的电压，则为电压A相二次绕组电压;量取化相与Uc 相之间的电压、化相与化相之间的电压，皆为相应互感器二次单相绕组电压； (3) 、判断断线位置：当任意一相电压与化相之间因失去参考值电压化《40V时，则判断 在开口Ξ角回路化相一侧出现断线，断线指示灯52亮，告警指示灯53也亮；当任意一相电压 与化相之间压差化《40V时，则判断在开口 Ξ角二次回路化相至化N相侧接地点之间发生断 线，断线指示52灯亮，告警指示灯53也亮；当任意一相电压与化N相之间电压化《40V时，则判 断在开口Ξ角回路化N相侧接地点之后的回路中发生断线，断线指示52灯亮，告警指示灯53 也見； (4)、在串口通讯方式下，作业人员通过操作按键4设定功能菜单下串口号及波特率，通 信连接成功之后，通讯指示灯54亮，判断开口 Ξ角回路是否断线的结果并通过通信单元61 将信号上送至调度主站的通讯设备65; 巧）、检修人员接到开口 Ξ角二次回路出现断线时的准确告警信息后，立即做出处理， 即可消除设备运行中出现的隐患。
【主权项】
1. 电压互感器开口三角回路断线监测装置，包括全封闭机箱（1)和两端的安装固定耳 (2)，其特征在于:所述的全封闭机箱（1)的前板面上设有初始化信息液晶显示屏(3);在初 始化信息液晶显示屏（3)的下侧设有操作键盘(4);在初始化信息液晶显示屏(3)的右侧设 有信号指示灯(5);所述的全封闭机箱（1)内设装有通讯单元(61)、主控单元(62)、电压感应 器数据采集单元(63)和电源模块(64)的PCB主板(6);所述的全封闭机箱（1)的后壁上侧设 有10KV母线的二次回路电压接线端子排(7);所述的全封闭机箱（1)的后壁下侧设有485通 讯端子排(8);所述的全封闭机箱（1)的后壁右侧设有以太网接口（9);电压感应器数据采集 单元(63)、电源模块(64)和操作键盘(4)接入主控单元(62)，主控单元(62)接入初始化信息 液晶显示屏(3)和通讯单元(61);通讯单元(61)通过串口或以太网接口（9)发送给通讯设备 (65);电压感应器数据采集单元（63)采集10KV母线的二次回路电压接线端子排（7)的U L 相、Uln相、Ua相、Ub相、Uc相和Un相的电压数据，电压互感器交流A、B、C三相电压及开口三角 电压经二阶低通滤波之后进入电压互感器数据采集单元(63)转换成数字信号输入主控单 元(62)，由高性能Blackf in系列处理器和存储器构成的主控单元(62)将数字信号进行处理 逻辑判定，主控单元(62)再将判定的当前母线电压及各项参数信息结果通过初始化信息液 晶显示屏(3)显示，并通过通信单元(61)将信号上送至调度主站的通讯设备(65)。2. 根据权利要求1所述的电压互感器开口三角回路断线监测装置，其特征在于:所述的 电源模块(64)与220V交流/直流电源连接。3. 根据权利要求1所述的电压互感器开口三角回路断线监测装置，其特征在于:所述的 信号指示灯(5)共有四个，分别为运行指示灯(51)、断线指示灯(52)、告警指示灯(53)和通 讯指示灯(54 )，均与主控单元(62 )的电路连接。4. 电压互感器开口三角回路断线监测装置的应用方法，其特征在于：由以下步骤完成： (1) 、首先将10KV母线的二次回路接入电压接线端子排(7)、电源及485通讯端子(8)或 者网络接口（9)相关配线完善，将电源开关置于ON状态，电压互感器开口三角回路断线监测 装置上电正常运行，硬件初始化完毕之后运行指示灯(51)常亮； (2) 、系统正常运行时，向量Ua矢量、Ub矢量和Uc矢量之和3Uo为零，即UL矢量和ULN矢量等 电位，然后分别量取Ua相与Ul相之间的电压，则为电压A相二次绕组电压;量取Ub相与Uc相 之间的电压、Ub相与U L相之间的电压，皆为相应互感器二次单相绕组电压； (3) 、判断断线位置：当任意一相电压与UL相之间因失去参考值电压Ux$40V时，则判断 在开口三角回路Ul相一侧出现断线，断线指示灯(52)亮，告警指示灯(53)也亮；当任意一相 电压与Ul相之间压差Ux彡40V时，则判断在开口三角二次回路Ul相至U LN相侧接地点之间发 生断线，断线指示（52)灯亮，告警指示灯（53)也亮；当任意一相电压与ULN相之间电压Ux彡 40V时，则判断在开口三角回路U LN相侧接地点之后的回路中发生断线，断线指示（52)灯亮， 告警指示灯(53)也亮； (4) 、在串口通讯方式下，作业人员通过操作按键(4)设定功能菜单下串口号及波特率， 通讯连接成功之后，通讯指示灯（54)亮，判断开口三角回路是否断线的结果并通过通信单 元(61)将信号上送至调度主站的通讯设备(65)。
【文档编号】G01R31/02GK106066445SQ201610432911
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月17日 公开号201610432911.0, CN 106066445 A, CN 106066445A, CN 201610432911, CN-A-106066445, CN106066445 A, CN106066445A, CN201610432911, CN201610432911.0
【发明人】刘涛, 魏延彬, 王宁, 张建民, 马帅, 徐娟, 黄兴, 王寿星, 李季, 马骁旭, 张洪帅, 杨佳俊
【申请人】国网山东省电力公司莱芜供电公司, 国家电网公司