判定相位的方法、装置、系统及电子设备与流程

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种判定相位的方法、装置、系统及电子设备。

背景技术：

在大型发电厂、小型动力站发电机并网以及带有发电机母线与电力系统并列的电力系统的设计中，一般是采用准同期并列装置检测调整两侧的双电源电压的幅值、频率及相位等。对于电网、工业等电力系统，在没有发电机并网的情况下，典型设计为电压幅值、频率、相位相同的三相交流双电源系统，可以实现并列、解列互为备用的操作。电力系统设计改变电源系统相序相位的项目完工之后，双电源并列前必须判定电源相位，只有在电压相位一致时才允许并列电源。如果对相位不一致的双电源进行并列，相位差较大会导致短路事故或者较大的系统冲击电流，进而损坏电气设备和破坏系统的稳定。

电源电压的幅值可通过电压表直观判定，而判定双电源相序相位是否一致的操作比较繁琐。在现有技术中，可以通过以下四种方式判定双电源并列前相位是否一致：

(1)高电压分相合闸试验方法；

(2)用核相器试验方法；

(3)两组电压互感器二次侧，或者低压380V双电源交流分段，用万用表交流电压档位测量试验方法；

(4)双电源两侧高压互感器二次侧带电显示核相孔，用万用表测量试验方法。

上述四种判定方法均存在操作不便的问题。工矿企业应用较多的为单母线分段高压开关柜，人工用核相器在两段母线母联开关柜处核相，需要将母联断路器手车拉出柜外，然后将母线绝缘挡板移开露出母线上下侧静触头，再用核相器进行核相。上述方法操作繁琐，并且存在安全隐患的问题。

针对上述现有技术中判定双电源的相位是否一致的操作比较繁琐的问题，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判定相位的方法、装置、系统及电子设备，以至少解决现有技术中判定双电源的相位是否一致的操作比较繁琐的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种判定相位的系统，包括：输入接口，用于获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；开关电路，位于输入接口与输出接口之间，用于基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态，并根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致；输出接口，与开关电路连接，用于输出输出电压值。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括判定相位的系统。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种判定相位的方法，包括：获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态；根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，多个并列的可控硅位于第一电源和第二电源之间；在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种判定相位的装置，包括：获取模块，用于获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；第一确定模块，用于基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态；第二确定模块，用于根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，多个并列的可控硅位于第一电源和第二电源之间；第三确定模块，用于在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

在本发明实施例中，采用判断输出电压值是否为最大输出电压值的方式，通过输入接口获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号，位于输入接口与输出接口之间的开关电路基于第二电源信号确定多个并列的可控硅触发状态，并根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，与开关电路连接的输出接口用于输出输电压值，其中，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致，达到了简化判定双电源的相位是否一致的操作的目的，从而实现了准确判定双电源相位的技术效果，进而解决了现有技术中判定双电源的相位是否一致的操作比较繁琐的技术问题。

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判定相位的系统结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的相位判定的电路图；

图3(a)是根据本发明实施例的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图；

图3(b)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图4(a)是根据本发明实施例的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图；

图4(b)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图5(a)是根据本发明实施例的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图；

图5(b)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图6(a)是根据本发明实施例的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图；

图6(b)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图；

图8(a)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图8(b)是根据本发明实施例的一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图；

图9是根据本发明实施例的一种判定相位的方法流程图；

图10是根据本发明实施例的一种可选的判定相位的方法流程图；

图11是根据本发明实施例的一种可选的判定相位的方法流程图；以及

图12是根据本发明实施例的一种判定相位的装置结构示意图。

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。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种判定相位的系统实施例。需要说明的是，本申请所提出的判定相位的系统可以安装在分段母联柜、集中保护操作屏上，或者通讯远传至后台综合自动化系统中。

图1是根据本发明实施例的判定相位的系统结构示意图，如图1所示，该系统包括：输入接口101、开关电路103以及输出接口105。其中，输入接口101，用于获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；开关电路103，位于输入接口和输出接口之间，用于基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态，并根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致；输出接口105，与开关电路连接，用于输出输出电压值。

需要说明的是，第一电源和第二电源的电压幅值相同的交流电源，第一电源和第二电源为需要进行并列的电源，其中，第一电源为主电源，第二电源为同步电源，第一电源和第二电源的电压值可以为380V。在将第一电源和第二电源与输入接口连接之前，通过降压元件，将其降为电压幅值为100V的交流电压，其中，降压元件可以为但不限于变压器。

此外，还需要说明的是，通过将第二电源信号转换为脉冲信号，通过脉冲信号来控制可控硅的导通与关断，其中，脉冲信号的高电平控制可控硅导通，脉冲信号的低电平不能控制可控硅导通。

在一种可选的实施例中，脉冲电路可将第二电源信号转换为脉冲信号，当脉冲信号控制可控硅导通时，第一电源信号通过导通的可控硅输出至输出接口。其中，当第一电源信号和第二电源信号的相位相同时，可控硅的触发角为0°，可控硅输出的电压值最大，即此时的输出电压值为预设电压值。与输出接口连接的显示电压的装置(例如，万用表)可显示输出电压值，工作人员根据显示电压的装置显示的输出电压值即可确定第一电源的相位和第二电源的相位是否一致。

此外，还需要说明的是，与输出接口连接的装置还可以为控制平台，该控制平台可将输出电压值与预设电压值进行比较，根据比较结果来确定第一电源的相位和第二电源的相位是否一致，并将相位是否一致的结果显示在控制平台的显示界面上。

由上述内容可知，通过输入接口获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号，与输入接口连接的开关电路包括多个子开关电路，基于第二电源信号确定多个并列的可控硅触发状态，并根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，与开关电路连接的输出接口用于输出输电压值，其中，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

容易注意到的是，第二电源信号用于控制可控硅的导通，第一电源信号作为可控硅的输入信号，只有在第二电源信号与第一电源信号的相位相同的情况下，可控硅的输出电压才能达到最大值，因此，工作人员通过判断可控硅的输出电压是否达到最大值即可判断基准电源的相位与同步电源的相位是否相等，而不需要人工用核相器核相，或通过万用表测量核相，达到了简化判断双电源相位是否一致的操作步骤的目的。

因此，本申请的上述实施例可以达到简化判定双电源的相位是否一致的操作的目的，从而实现了准确判定双电源相位的技术效果，进而解决了现有技术中判定双电源的相位是否一致的操作比较繁琐的技术问题。

在一种可选的实施例中，如图2所示的一种可选的相位判定的电路图，在图2中，电源PT1为第一电源，电源PT2为第二电源，第一电源和第二电源均为三相交流电。Ua1、Ub1和Uc1为第一电源的三个输入端口，Ua2、Ub2和Uc2为第一电源的三个输入端口，其中，在图2中，电源PT1为基准电压(相序为Ua1、Ub1和Uc1)，电源PT2为同步电源，通过调节电源PT2的相序，可使得电源PT1和电源PT2的相位达到一致。并联的六个可控硅VT1、VT2、VT3、VT4、VT5以及VT6组成开关电路。

需要说明的是，输入接口包括：第一输入接口和第二输入接口，其中，第一输入接口，与第一电源连接，用于接收第一电源信号；第二输入接口，与第二电源连接，用于接收第二电源信号。

另外，通过向可控硅的控制极(即图2中的g1、g2、g3、g4、g5以及g6)输入脉冲，可控制可控硅的导通与关断。

在另一种可选的实施例中，判定相位的系统还包括：整流变压器、同步变压器以及脉冲电路。其中，整流变压器，位于第一输入接口与开关电路之间，用于对第一电源信号进行整流，得到整流信号；同步变压器，与第二输入接口连接，用于对第二电源信号进行降压处理，得到的降压信号；脉冲电路，与同步变压器连接，用于将降压信号转换为脉冲信号，其中，脉冲电路根据脉冲信号控制多个并列的可控硅的导通。

需要说明的是，开关电路包括多个子开关电路，多个子开关电路包括多个并列的可控硅，其中，开关电路还包括：多个并列的可控硅，多个并列的可控硅的控制极与脉冲电路连接，多个并列的可控硅的电极与整流变压器连接。

具体的，整流变压器为图2中的变压器TR，其接线组别为Y/Y-12，用于对电源PT1起到隔离的作用；同步变压器为图2中的变压器TS，其接线组别包括Y/Y-12和Y/Y-6，主要对电源PT2进行降压处理；脉冲电路为图2中的MC，可将经过降压处理的第二电源信号变换为脉冲信号(即Ug1、Ug2、Ug3、Ug4、Ug5以及Ug6)，其中，脉冲信号的电压幅值可以为5V或10V，其中，脉冲电路将降压后的第二电源信号每隔60°转换为一个脉冲。

需要说明的是，同步变压器TS的两组二次线圈对应六组触发电路，接线Y/Y-12对应脉冲Ug1、Ug3和Ug5，可触发可控硅VT1、VT3和VT5，即可控硅VT1、VT3和VT5的控制极g1、g3和g5与脉冲电路发出脉冲信号Ug1、Ug3和Ug5的端口连接。接线Y/Y-6对应脉冲Ug2、Ug4和Ug6，可触发可控硅VT2、VT4和VT6，即可控硅VT2、VT4和VT6的控制极g2、g4和g6与脉冲电路发出脉冲信号Ug2、Ug4和Ug6的端口连接。此外，电源PT1经过TR变压器之后的电压为Ua、Ub以及Uc。

在另一种可选的实施例中，相位判定的系统还包括：与开关电路连接的负载和电压变送器。其中，电压变送器，与负载连接，用于检测负载两端的电压，得到输出电压值，并对输出电压值进行转换，发送转换后的输出电压值至远程控制平台。

需要说明的是，图2中的US即为电压变送器，电压变送器US与电阻R并联，通过测量电阻R两端的电源可以得到输出电压值。其中，电压变送器可实现4-20mA的信号的远传，电压变送器将输出电压值转换为电流信号，并将电流信号发送至远程的控制平台，控制平台在接收到电流信号之后，将电流信号转换成电压信号，并在控制平台的显示屏上显示，工作人员通过控制平台的显示结果即可判定电源PT1和电源PT2的相位是否一致。因此，通过变压变送器可以节省人力，提高电力系统的安全性，实现了通过远程通讯的方式判断相位是否一致的技术效果。

在一种可选的实施例中，如图3(a)所示的一种可选的主电源电路的输出电压的波形图，其中，主电源电路为图2中包含变压器TR的电路，图中的阴影部分表示通过开关电路的电源PT1的相位对应的角度。图3(b)示出了一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图，其中，同步电路为图2中包含变压器TS的电路。由图3(a)和图3(b)可知，电源PT1的时序与电源PT2的时序一致，均为Ua、Ub、Uc，图2中的六只可控硅轮流导通。

需要说明的是，可通过如下公式得到输出电压值Ud：

Ud＝2.34U cosα

在上式中，U为电源PT1的线电压，在本申请中U为100V，α为可控硅的触发角，当电源PT1与电源PT2的相位相同时，α＝0°，此时，输出电压值当α＝60°时，输出电压值当第一电源和第二电源的相位相同时，输出电压值最大，且为135.1V。而当两个电源的相位不同时，可控硅间断导通或者不导通，输出电压值较小或者为0。

在另一种可选的实施例中，图4(a)、图5(a)、图6(a)和图7示出了一种可选的主电源电路的输出电压的波形图，图4(b)、图5(b)、图6(b)、图8(a)和图8(b)示出了一种可选的同步电路的输出电压的时序波形图，其中，图4(b)的时序为Ua2、Uc2、Ub2，在一个周期内仅有可控硅VT1/VT6、VT3/VT4轮流导通30°；图5(b)的时序为Ub2、Ua2、Uc2，在一个周期内仅有可控硅VT1/VT2、VT5/VT4轮流导通30°；图6(b)的时序为Uc2、Ub2、Ua2，在一个周期内仅有可控硅VT5/VT6、VT3/VT2轮流导通30°；图8(a)的时序为Ub2、Uc2、Ua2，在一个周期内六个可控硅均不导通；图8(b)的时序为Uc2、Ua2、Ub2，在一个周期内六个可控硅均不导通。通过监测电压输出值的大小，可以通过量化的方法来判定两组电源的相位，更加直观准确。

此外，还需要说明的是，线电压为三根相线中任意两根相线之间的电压。

另外，在得到输出电压值之后，根据输出电压值可以推断出可控硅的触发角。

实施例2

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述实施例1中的判定相位的系统。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种判定相位的方法实施例。其中，图9是根据本发明实施例的判定相位的方法流程图，如图9所示，该方法包括如下步骤：

步骤S902，获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；

步骤S904，基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态；

步骤S906，根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，多个并列的可控硅位于第一电源和第二电源之间；

步骤S908，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

需要说明的是，第一电源和第二电源的电压幅值相同的交流电源，第一电源和第二电源为需要进行并列的电源，其中，第一电源为主电源，第二电源为同步电源，第一电源和第二电源的电压值可以为380V。在将第一电源和第二电源与输入接口连接之前，通过降压元件，将其降为电压幅值为100V的交流电压，其中，降压元件可以为但不限于变压器。

在一种可选的实施例中，脉冲电路可将第二电源信号转换为脉冲信号，当脉冲信号控制可控硅导通时，第一电源信号通过导通的可控硅输出至输出接口。其中，当第一电源信号和第二电源信号的相位相同时，可控硅的触发角为0°，可控硅输出的电压值最大，即此时的输出电压值为预设电压值。与输出接口连接的显示电压的装置(例如，万用表)可显示输出电压值，工作人员根据显示电压的装置显示的输出电压值即可确定第一电源的相位和第二电源的相位是否一致。

此外，还需要说明的是，与输出接口连接的装置还可以为控制平台，该控制平台可将输出电压值与预设电压值进行比较，根据比较结果来确定第一电源的相位和第二电源的相位是否一致，并将相位是否一致的结果显示在控制平台的显示界面上。

基于上述步骤S902至步骤S908所限定的方案，可以获知，通过获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号，基于第二电源信号确定多个并列的可控硅触发状态，并根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

容易注意到的是，第二电源信号用于控制可控硅的导通，第一电源信号作为可控硅的输入信号，只有在第二电源信号与第一电源信号的相位相同的情况下，可控硅的输出电压才能达到最大值，因此，工作人员通过判断可控硅的输出电压是否达到最大值即可判断基准电源的相位与同步电源的相位是否相等，而不需要人工用核相器核相，或通过万用表测量核相，达到了简化判断双电源相位是否一致的操作步骤的目的。

在一种可选的实施例中，如图10所示的一种可选的判定相位的方法流程图，基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态，具体包括如下步骤：

步骤S1002，将第二电源信号转换为脉冲信号；

步骤S1004，基于脉冲信号确定可控硅的触发状态，其中，触发状态包括：导通状态和关断状态。

需要说明的是，通过将第二电源信号转换为脉冲信号，通过脉冲信号来控制可控硅的导通与关断，其中，脉冲信号的高电平控制可控硅导通，可控硅过0反压被关断。

在一种可选的实施例中，如图11所示的一种可选的判定相位的方法流程图，在根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值之后，判定相位的方法还包括如下步骤：

步骤S1102，对输出电压值进行变换，得到变换后的电压信号；

步骤S1104，发送变换后的电压信号至远程控制平台，其中，远程控制平台用于根据变换后的电压信号确定第一电源的相位与第二电源的相位是否一致。

具体的，电压变送器可实现4-20mA的信号的远传，电压变送器将输出电压值转换为电流信号，并将电流信号发送至远程控制平台，远程控制平台在接收到电流信号之后，将电流信号转换成电压信号，并在远程控制平台的显示屏上显示，工作人员通过远程控制平台的显示结果即可判定电源PT1和电源PT2的相位是否一致。因此，通过变压变送器可以节省人力，提高电力系统的安全性，实现了通过远程通讯的方式判断相位是否一致的技术效果。

实施例4

根据本发明实施例，还提供了一种判定相位的装置实施例。其中，图12是根据本发明实施例的判定相位的装置结构示意图，如图12所示，该装置包括：获取模块1201、第一确定模块1203、第二确定模块1205以及第三确定模块1207。

其中，获取模块1201，用于获取第一电源的第一电源信号以及第二电源的第二电源信号；第一确定模块1203，用于基于第二电源信号确定多个并列的可控硅的触发状态；第二确定模块1205，用于根据第一电源信号以及可控硅的触发状态确定输出电压值，其中，多个并列的可控硅位于第一电源和第二电源之间；第三确定模块1207，用于在输出电压值为预设电压值的情况下，确定第一电源的相位与第二电源的相位一致。

在一种可选的实施例中，第一确定模块包括：转换模块以及第四确定模块。其中，转换模块，用于将第二电源信号转换为脉冲信号；第四确定模块，用于基于脉冲信号确定可控硅的触发状态，其中，触发状态包括：导通状态和关断状态。

在一种可选的实施例中，判定相位的装置还包括：变换模块以及发送模块。其中，变换模块，用于对输出电压值进行变换，得到变换后的电压信号；发送模块，用于发送变换后的电压信号至远程控制平台，其中，远程控制平台用于根据变换后的电压信号确定第一电源的相位与第二电源的相位是否一致。

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。