不用电压互感器测量系统电压、电流角度的方法
【专利摘要】本发明涉及一种不用电压互感器测量电压、电流角度的方法，其特征在于：在变电所采集母线电压，首先对系统需要采用电压角度的各接收点统一校时，保证整个系统（即采样点和接收点）的时间保持高度一致，同时对电压波形的过零点时刻记录时间，接收点收到此过零时刻后与本身采集的电流波形过零时刻比较，得出两者的时间差值就可以换算出电压电流之间的夹角，换算公式Φ=t*360o/T；电力系统发电机发出的电压、电流是按正弦变化的（我国的电力系统的标准频率f=50Hz，每秒变化50次），三相电流、电压在空间上、时间上是对称的，互差120度，按正弦变化一个周期是360o，每个周期；其解决了没有电压互感器或不能安装电压互感器的系统的功率测量、监控问题。
【专利说明】不用电压互感器测量系统电压、电流角度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种不用电压互感器测量电压、电流角度的方法，属于在线监测、监控 领域。
【背景技术】
[0002] 在电力系统中，测量电流电压的相位角度是计量、监测、自动控制必须用到的技 术，例如：功率测量监测、无功补偿控制、避雷器在线监测等都必需测量电流电压之间的角 度才能计算。但目前的测量都要靠安装电压互感器才能测取电压。在放射型、短线路的配 网中只为一种监测而安装大量的电压互感器是不现实的，而且有的地方条件不允许安装电 压互感器，致使监测不能进行。所以不用电压互感器测量电流电压角度的技术有着极为重 要的作用。特别是在避雷器在线监测中采用此技术，解决了没有电压互感器测量提取、计算 电容性和电阻性电流，排除电压谐波影响，实现在线监测避雷器。国内有关避雷器监测研究 及文献很多，但都是需用电压互感器测取电压来计算角度，中国电机工程学报第29卷增 刊2009年12月10日发表的《氧化锌避雷器阻性电流三相同时测量技术》文章编号：0258 一 8013 (2009) 51 - 00 73 - 05文献标志码：A学科分类号：470 .40,电力建设第29卷 第4期《金属氧化锌避雷器（Μ Ο A)的在线监测及故障诊断》中图分类号：TM862文献标 志码：A 文章编号：1000-7229 (2008) 04-0028-050。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种不用电压互感器测量电压、电流角度的方法，在电力 系统中计量、监测、自动控制必须用到电压电流之间的相位角，其解决了没有电压互感器或 不能安装电压互感器的系统的功率测量、监控问题。
[0004] 本发明的技术方案是这样实现的；一种不用电压互感器测量电压、电流角度的方 法，其特征在于：在变电所采集母线电压，首先对系统需要采用电压角度的各接收点统一校 时，保证整个系统（即采样点和接收点）的时间保持高度一致，同时对电压波形的过零点时 刻记录时间，接收点收到此过零时刻后与本身采集的电流波形过零时刻比较，得出两者的 时间差值就可以换算出电压电流之间的夹角，换算公式? *360° /7;电力系统发电机 发出的电压、电流是按正弦变化的（我国的电力系统的标准频率f=50Hz，每秒变化50次)， 三相电流、电压在空间上、时间上是对称的，互差120度，按正弦变化一个周期是360°，每个 周期
【权利要求】
1. 一种不用电压互感器测量电压、电流角度的方法，其特征在于：在变电所采集 母线电压，首先对系统需要采用电压角度的各接收点统一校时，保证整个系统（即采样 点和接收点）的时间保持高度一致，同时对电压波形的过零点时刻记录时间，接收点收 到此过零时刻后与本身采集的电流波形过零时刻比较，得出两者的时间差值就可以换 算出电压电流之间的夹角，换算公式? *360° /7;电力系统发电机发出的电压、电 流是按正弦变化的（我国的电力系统的标准频率f=50Hz，每秒变化50次)，三相电流、 电压在空间上、时间上是对称的，互差120度，按正弦变化一个周期是360°，每个周期
由记录的时间标签序列，即电压电流的过零时刻，可以得出电压超前电流的时间? (如 时刻4-时刻3)，然后按换算公式? *360° /7计算电压电流之间的夹度；电压、电 流按正弦变化的周期是20ms，每个周期变化360°，那么lms就是18°，也就是：lms=18° ; Γ=0. 05555555555556=55. 6us ； 其具体的步骤如下： 1) 在装有电压互感器的地方如配网的变电所、风电场的中心变电所采集电压，首先对 整个系统通讯的点即各没有或不能装电压互感器的监测点统一校时，用过零检测的方法检 测电压波形过零点的时间，检测到过零时刻后与系统校时时间修正，保证整个系统时间、电 压过零检测时间严格一致，通过无线方式或GPRS的方式向系统各通讯点(接收点）发射； 2) 接收点就是没有或不能安装电压互感器又需要检测的短线路、避雷器安装点、环网 柜等，接收点可多个，即1-N个；接收点首先与发射点校时，保证接收点与发射点时间严格 一致，检测电流波形的的过零时刻，与接收到的系统电压过灵时刻比较，经单片机处理器运 算处理后，得出电压与电流过零时刻的时间差值，换算出电流与电压的角度，并得出电流是 超前还是滞后；得出的电流电压角度送给控制器，根据监控的不同进行不同的进步处理，如 果要用于氧化锌避雷器的检测，将超前电压90°的点容性电流除去，提取纯点组性电流，作 为监测避雷器绝缘老化的漏泄电流监测的依据上报主控室监测报警报警； 3) 从电压或电流变送器TV、TA将系统电压电流变换成2. 5V交流电压接入输入端，电 压经过电阻分压和滤波，通过LM339构成的过零比较电路得到与电网输入相电压信号同步 的方波信号； 电压比较器的基本原理是对输入端的两个电压进行比较，判断出哪一个电压大，在输 出端输出比较结果；当放大器工作在开环状态时，由于开环放大倍数极高，而因输入端之 间只有微小电压，运算器进入非线性工作区域，是输出电压饱和，即当Usr〈 Uj时，Use = +Uom;当Usr > Uj时，Use = -Uom;当基准电压等于零时，称为过零比较器，电阻R8、 Rwl、R11组成分压电路，由Rwl调整参考零电位，经输入电压Usr与零电位比较。
【文档编号】G01R25/00GK104090162SQ201410268954
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】张喜林, 李国庆, 庞丹, 王振浩, 韩晓娟, 辛业春, 张斌, 张丹 申请人:国家电网公司, 国网吉林省电力有限公司长春供电公司, 东北电力大学, 华北电力大学