一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法与流程

本发明属于电力检测技术领域，具体涉及一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法。

背景技术：

在科技发展的当下，智能多功能仪表广泛应用在各个地方，智能多功能仪表承担着数据采集、计量和传输等任务，因此智能多功能仪表的故障直接影响着能源管理系统以及运营人员对信息的判断与分析。所以及时发现并纠正电力仪表的常见故障是十分重要的。基于以上情况，本发明针对无功补偿器提出了一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决电力仪表接线故障的问题，提出了一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法。

本发明的技术方案是：一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法，包括以下步骤：

s1：安装无功补偿配电房的电力仪表并通电；

s2：利用电力仪表测量待测对象的a、b和c三相电压相位角；

s3：根据三相电压相位角判断电力仪表的电压接线是否正确，得到正确的电压接线方式；

s4：基于电力仪表正确的电压接线方式，利用电力仪表测量待测对象的a、b和c三相电流相位角；

s5：根据待测对象的三相电压相位角和三相电流相位角，计算待测对象的三相相位角角差，并以a相为基础相；

s6：根据待测对象的三相相位角角差判断电力仪表的电流接线是否正确，得到正确的电流接线方式，完成电力仪表接线故障的检测。

本发明的有益效果是：本发明的检测方法适用于靠近无功补偿配电房的电力仪表故障接线分析，主要针对三相四线制方式的电力仪表。其利用电压相位角判断电压接线是否错误，利用电压和电流相位角的角差判断电流接线是否错误；判断方法简单易操作，能有效解决现场接线问题，具有实际操作性，同时提高安装人员安装电力仪表的接线效率。

进一步地，步骤s3包括以下子步骤：

s31：根据待测对象的a相电压相位角判断a相电压接线是否正确，得到正确的a相电压接线方式；

s32：基于正确的a相电压接线方式，根据待测对象的b相电压相位角判断b相电压接线是否正确，得到正确的b相电压接线方式；

s33：基于正确的a相电压接线方式和正确的b相电压接线方式，根据待测对象的c相电压相位角判断c相电压接线是否正确，得到正确的c相电压接线方式，完成电力仪表的电压接线判断。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，步骤s3用于判断电压接线是否正确，确保电压接线正确的情况下，有利于后续判断电流接线是否正确。

进一步地，步骤s31中，若待测对象的a相无电压输入时，则a相电压接线错误，若待测对象的a相电压相位角为0°且左右偏差不大于5°，则a相电压接线正确；

步骤s32中，若待测对象的b相无电压输入时，则b相电压接线错误，若待测对象的b相电压相位角为120°且左右偏差不大于5°，则b相电压接线正确；

步骤s33中，若待测对象的c相无电压输入时，则c相电压接线错误，若待测对象的c相电压相位角为240°且左右偏差不大于5°，则c相电压接线正确。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，判断电压接线时，可根据各相电压相位角大小进行判断，且设置有偏差相位角大小，便于对测试时电压有轻微波动的情况进行判断。

进一步地，步骤s5中，待测对象的三相相位角角差通过各相电流相位角分别减各相电压相位角得到。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，三相相位角角差的计算方法简单易操作，实操性强。

进一步地，步骤s6包括以下子步骤：

s61：根据待测对象的a相相位角角差判断a相电流接线是否正确，得到正确的a相电流接线方式；

s62：基于正确的a相电流接线方式，根据待测对象的b相相位角角差判断b相电流接线是否正确，得到正确的b相电流接线方式；

s63：基于正确的a相电流接线方式和正确的b相电流接线方式，根据待测对象的c相相位角角差判断c相电流接线是否正确，得到正确的c相电流接线方式，完成电力仪表接线故障的检测。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，步骤s6用于判断电流接线是否正确，确保电流接线正确的情况下，完成电力仪表接线的故障检测。

进一步地，步骤s61中，若a相相位角角差为0°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线正确；其余情况均为a相电流接线错误；所述待测对象a相电压ua的计算公式为：

ua＝uamax*sin(ωat)

待测对象a相电流ia的计算公式为：

ia＝iamax*sin(ωat+φa)

其中，uamax为a相最大瞬时电压值，iamax为a相最大瞬时电流值，ωa为发动机转动角速度，t为发动机的发电时间，φa为发动机的初相位。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，a相电流接线正确的情况只有一种，便于实时判断电流接线是否正确。

进一步地，其余情况包括：

当a相电流接到b相电流且正负性正确时，a相相位角角差为φa±120°，a相电流瞬时值iab的计算公式为：

iab＝iamax*sin(ωat+φa±120°)

当a相电流接到c相电流且正负性正确时，a相相位角角差为φa±240°，a相电流瞬时值iac的计算公式为：

iac＝iamax*sin(ωat+φa±240°)

当a相电流相序正确且正负性接反时，a相相位角角差为φa±180°，a相电流瞬时值ia-的计算公式为：

ia-＝iamax*sin(ωat+φa±180°)

当a相电流接到b相电流且正负性接反时，a相相位角角差为φa±60°和φa±300°，a相电流瞬时值iab-的计算公式为：

iab-＝iamax*sin(ωat+φa±120°±180°)

当a相电流接到c相电流且正负性接反时，a相相位角角差为φa±60°，a相电流瞬时值iac-的计算公式为：

iac-＝iamax*sin(ωat+φa±240°±180°)

其中，iamax为a相最大瞬时电流值，ωa为发动机转动角速度，t为发动机的发电时间，φa为发动机的初相位，φa的取值范围为：-30°＜φa＜30°。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，可根据各相相位角角差对其余情况下的接线错误原因进行分析，便于找出接线错误点进行实时改正。

进一步地，步骤s62和步骤s63中，a、b和c三相电流的相位角性质一致，判断b相和c相的电流接线规则和a相的电流接线规则一致。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，以a相为基础相进行判断，b相和c相由于与a相的相位角性质一致，所以判断规则一致。

附图说明

图1为电力仪表接线故障检测方法的流程图；

图2为步骤s3的流程图；

图3为步骤s6的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

如图1所示，本发明提供了一种适用于无功补偿配电房的电力仪表接线故障检测方法，包括以下步骤：

s1：安装无功补偿配电房的电力仪表并通电；

s2：利用电力仪表测量待测对象的a、b和c三相电压相位角；

s3：根据三相电压相位角判断电力仪表的电压接线是否正确，得到正确的电压接线方式；

s4：基于电力仪表正确的电压接线方式，利用电力仪表测量待测对象的a、b和c三相电流相位角；

s5：根据待测对象的三相电压相位角和三相电流相位角，计算待测对象的三相相位角角差，并以a相为基础相；

s6：根据待测对象的三相相位角角差判断电力仪表的电流接线是否正确，得到正确的电流接线方式，完成电力仪表接线故障的检测。

在本发明实施例中，如图2所示，步骤s3包括以下子步骤：

s31：根据待测对象的a相电压相位角判断a相电压接线是否正确，得到正确的a相电压接线方式；

s32：基于正确的a相电压接线方式，根据待测对象的b相电压相位角判断b相电压接线是否正确，得到正确的b相电压接线方式；

s33：基于正确的a相电压接线方式和正确的b相电压接线方式，根据待测对象的c相电压相位角判断c相电压接线是否正确，得到正确的c相电压接线方式，完成电力仪表的电压接线判断。

在本发明中，步骤s3用于判断电压接线是否正确，确保电压接线正确的情况下，有利于后续判断电流接线是否正确。

在本发明实施例中，如图2所示，步骤s31中，若待测对象的a相无电压输入时，则a相电压接线错误，若待测对象的a相电压相位角为0°且左右偏差不大于5°，则a相电压接线正确；

步骤s32中，若待测对象的b相无电压输入时，则b相电压接线错误，若待测对象的b相电压相位角为120°且左右偏差不大于5°，则b相电压接线正确；

步骤s33中，若待测对象的c相无电压输入时，则c相电压接线错误，若待测对象的c相电压相位角为240°且左右偏差不大于5°，则c相电压接线正确。

在本发明中，判断电压接线时，可根据各相电压相位角大小进行判断，且设置有偏差相位角大小，便于对测试时电压有轻微波动的情况进行判断。各相的电压接线判断过程具体如下。

若a相无电压输入则a相电压接线错误；若a相电压有输入且角度数范围在-5°～5°，则a相电压接线正确，否则a相电压接线错误。若b相无电压输入则b相电压接线错误；若b相电压有输入且角度数范围在115°～125°，则b相电压接线正确，否则b相电压接线错误。若c相无电压输入则c相电压接线错误；若c相电压有输入且角度数范围在235°～245°，则c相电压接线正确，否则c相电压接线错误。

在本发明实施例中，如图1所示，步骤s5中，待测对象的三相相位角角差通过各相电流相位角分别减各相电压相位角得到。

在本发明中，三相相位角角差的计算方法简单易操作，实操性强。

在本发明实施例中，如图3所示，步骤s6包括以下子步骤：

s61：根据待测对象的a相相位角角差判断a相电流接线是否正确，得到正确的a相电流接线方式；

s62：基于正确的a相电流接线方式，根据待测对象的b相相位角角差判断b相电流接线是否正确，得到正确的b相电流接线方式；

s63：基于正确的a相电流接线方式和正确的b相电流接线方式，根据待测对象的c相相位角角差判断c相电流接线是否正确，得到正确的c相电流接线方式，完成电力仪表接线故障的检测。

在本发明中，步骤s6用于判断电流接线是否正确，确保电流接线正确的情况下，完成电力仪表接线的故障检测。

在本发明实施例中，如图3所示，步骤s61中，若a相相位角角差为0°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线正确；其余情况均为a相电流接线错误；所述待测对象a相电压ua的计算公式为：

ua＝uamax*sin(ωat)

待测对象a相电流ia的计算公式为：

ia＝iamax*sin(ωat+φa)

其中，uamax为a相最大瞬时电压值，iamax为a相最大瞬时电流值，ωa为发动机转动角速度，t为发动机的发电时间，φa为发动机的初相位。

在本发明中，a相电流接线正确的情况只有一种，便于实时判断电流接线是否正确。

在本发明实施例中，如图3所示，其余情况包括：

当a相电流接到b相电流且正负性正确时，a相相位角角差为φa±120°，a相电流瞬时值iab的计算公式为：

iab＝iamax*sin(ωat+φa±120°)

当a相电流接到c相电流且正负性正确时，a相相位角角差为φa±240°，a相电流瞬时值iac的计算公式为：

iac＝iamax*sin(ωat+φa±240°)

当a相电流相序正确且正负性接反时，a相相位角角差为φa±180°，a相电流瞬时值ia-的计算公式为：

ia-＝iamax*sin(ωat+φa±180°)

当a相电流接到b相电流且正负性接反时，a相相位角角差为φa±60°和φa±300°，a相电流瞬时值iab-的计算公式为：

iab-＝iamax*sin(ωat+φa±120°±180°)

当a相电流接到c相电流且正负性接反时，a相相位角角差为φa±60°，a相电流瞬时值iac-的计算公式为：

iac-＝iamax*sin(ωat+φa±240°±180°)

其中，iamax为a相最大瞬时电流值，ωa为发动机转动角速度，t为发动机的发电时间，φa为发动机的初相位，φa的取值范围为：-30°＜φa＜30°。

在本发明中，可根据各相相位角角差对其余情况下的接线错误原因进行分析，便于找出接线错误点进行实时改正。

实际操作中，当a相电流接到c相电流且正负性接反时，由于计量芯片的性能因素，相位角角差超过360°时，需要减去360°，故最后相位角角差为φa±60°。

在本发明实施例中，如图3所示，步骤s62和步骤s63中，a、b和c三相电流的相位角性质一致，判断b相和c相的电流接线规则和a相的电流接线规则一致。

在本发明中，以a相为基础相进行判断，b相和c相由于与a相的相位角性质一致，所以判断规则一致。

本发明以a相为基础相，实际操作中可根据实际需求以三相中任意一相为基础相。各相的电流接线判断过程具体如下。

(1)计算出a相的相位角角差为0°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线正确；若相位角角差为60°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-60°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-300°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为300°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为120°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-120°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为240°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-240°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为180°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反；若相位角角差为-180°且左右偏差不大于30°，则a相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反。

(2)计算出b相的相位角角差为0°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线正确；若相位角角差为60°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-60°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-300°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为300°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为120°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-120°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为240°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-240°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为180°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反；若相位角角差为-180°且左右偏差不大于30°，则b相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反；

(3)计算出c相的相位角角差为0°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线正确；若相位角角差为60°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-60°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为-300°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为300°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性接反；若相位角角差为120°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-120°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为240°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为-240°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序接错和正负极性正确；若相位角角差为180°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反；若相位角角差为-180°且左右偏差不大于30°，则c相电流接线错误，且为相序正确和正负极性接反。

下面结合实例对本发明的检测方法进行进一步说明。如表1所示，是对该检测方法的具体应用，现有如下实验数据。

表1

本发明的工作原理及过程为：本发明主要针对三相四线制接线方式的电力仪表。首先测量出待测对象的各相电压相位角和电流相位角，然后计算出电压与电流之间的相位夹角。再根据各相电压相位角可精确判断出电压接线是否正确；根据各相电压与电流的相位夹角大小判断电流接线是否正确，若电流接线错误可分析出电流哪一相相序接错和电流哪一相极性接反。

本发明的有益效果为：本发明的检测方法适用于靠近无功补偿配电房的电力仪表故障接线分析，主要针对三相四线制方式的电力仪表。其利用电压相位角判断电压接线是否错误，利用电压和电流相位角的角差判断电流接线是否错误；判断方法简单易操作，能有效解决现场接线问题，具有实际操作性，同时提高安装人员安装电力仪表的接线效率。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。