基于gps同步授时的变电站互感器二次极性检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站检修领域，具体涉及一种用于变电站投运前利用GPS同步授时对互感器二次极性进行极性检测的方法。
【背景技术】
[0002]在变电站中，互感器将一次侧的大电压、大电流转换为适用于二次设备的小电压、小电流，是联络变电站一次设备和二次设备的纽带。互感器二次回路的正确与否关系到整个二次系统能否正常运行，进而影响全变电站的安全稳定。在新建变电站或者更换的互感器投运前，需要对互感器的二次回路进行检测，以防止二次极性接线错误导致互感器损坏和二次设备误动作。
[0003]目前，变电站互感器二次回路极性检测的方法主要为“点极法”，该方法将干电池组的负极接在互感器的一次侧的一个输入端，将干电池组的正极去“点”互感器一次侧的另一个一次输入端，指针式万用表接在互感器二次输出绕组上，根据指针的偏转方向来判别互感器二次极性正确与否。然而，变电站互感器一次侧往往设在变电站室外，而二次侧设置在变电站室内，测试时驻守在一次侧检测人员必须与二次侧测试人员进行呼应配合以完成整个测试流程，工作效率较低，操作繁琐，安全隐患较大。此外，变电站互感器配置较多，使用“点极法”检测工作量较大，且测试过程缺乏系统性和完整性，难以满足大型变电站测试的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:提供一种操作方便、安全性好、检测准确度高且能大幅提高工作效率的基于GPS同步授时的变电站互感器二次极性检测方法。
[0005]本发明的技术方案是:本发明的基于GPS同步授时的变电站互感器二次极性检测方法，由一次侧装置和二次侧装置实施，上述的一次侧装置包括第一 MCU模块以及分别与第一 MCU模块相连的激励输出模块、第一采样模块、第一 GPS时钟模块和第一无线通信模块；二次侧装置包括第二 MCU模块以及分别与第二 MCU模块相连的第二采样模块、第二 GPS时钟模块、第二无线通信模块和液晶触摸屏；该检测方法包括以下步骤:
①装置连接:将一次侧装置的激励输出模块的输出端与待测的变电站互感器一次侧接线端子电连接，激励输出模块的输入端外接AC220V电源；将二次侧装置的第二采集模块的输入端与待测的变电站互感器二次侧接线端子电连接；
②系统启动并初始化:一次侧装置接通AC220V市电，一次侧装置和二次侧装置完成初始化并建立无线通信连接；第一 GPS时钟模块和第二 GPS时钟模块接受GPS的时间信息，产生同步采样脉冲；
③同步采样开始时间和采样频率设定:操作人员通过二次侧装置的液晶触摸屏设定同步采样开始时间以及采样频率；
④同步采样:操作人员通过二次侧装置的液晶触摸屏发出检测开始命令，一次侧装置的激励输出模块的激励输出；同步采样时刻到来，一次侧装置的第一采样模块和二次侧装置的第二采样模块分别对待检测的变电站互感器一次侧和二次侧电压电流信号同步进行米样;
⑤采样信号处理:一次侧装置的第一MCU模块接收第一采样模块发送的电压电流数据，计算得其幅值和相位并将计算结果无线通信发送给二次侧装置；二次侧装置的第二MCU模块接收第二采样模块发送的电压电流数据，计算得其幅值和相位；同时接收一次侧装置无线通信发送的计算结果；
⑥二次极性判定:二次侧装置的第二MCU模块将其计算的二次侧采样电压电流幅值和相位与无线通信接收的一次侧装置同步采样的电压电流幅值和相位通过矢量图进行比较；第二 MCU模块读取内置的极性矢量图判据，对在检的变电站互感器二次极性接线正确与否进行判定；并将检测结果矢量图和判定结果发送液晶触摸屏；
⑦结果显示:液晶触摸屏接收第二MCU模块发送的信息，实时显示检测结果矢量图和判定结果。
[0006]进一步的方案是:上述的一次侧装置还包括操作面板；上述的激励输出模块设有电源端、激励信号输出端和控制信号输入端；第一采样模块设有采样端和信号输入输出端；第一GPS时钟模块设有同步时间信号输出端；第一MCU模块设有激励控制信号输出端、采样控制端、时钟信号输入端、通信端和操作面板信号输入端；第一无线通信模块设有对内通信端和无线通信端；操作面板设有信号输出端；
激励输出模块的电源端使用时外接AC220V市电，激励输出模块的激励信号输出端使用时与待检测的变电站互感器一次侧接线端子电连接；激励输出模块的控制信号输入端与第一 MCU模块的激励控制信号输出端信号电连接；第一采样模块的采样端、激励输出模块的激励信号输出端以及变电站互感器一次侧接线端子共线；第一采样模块的信号输入输出端与第一 MCU模块的采样控制端双向信号电连接；第一 MCU模块的时钟信号输入端与第一GPS时钟模块的同步时间信号输出端信号电连接；第一 MCU模块的通信端与第一无线通信模块的对内通信端双向信号电连接；第一 MCU模块的操作面板信号输入端与操作面板的信号输出端信号电连接。
[0007]进一步的方案是:上述的二次侧装置的第二采样模块设有采样端和信号输入输出端；第二 GPS时钟模块设有同步时间信号输出端；第二 MCU模块设有采样控制端、时钟信号输入端、通信端和人机交互信号端；第二无线通信模块设有对内通信端和无线通信端；液晶触摸屏设有信号输入输出端；
第二采样模块的采样端使用时与待检测的变电站互感器二次侧接线端子电连接；第二采样模块的信号输入输出端与第二 MCU模块的采样控制端双向信号电连接；第二 MCU模块的时钟信号输入端与第二 GPS时钟模块的同步时间信号输出端信号电连接；第二 MCU模块的通信端与第二无线通信模块的对内通信端双向信号电连接；第二 MCU模块的人机交互信号端与液晶触摸屏和信号输入输出端双向信号电连接。
[0008]本发明具有积极的效果:(1)本发明的基于GPS同步授时的变电站互感器二次极性检测方法，其一次侧装置的第一 GPS时钟模块和二次侧装置的第二 GPS时钟模通过GPS的同步授时功能产生的同步采样脉冲，保证了一次侧和二次侧电压电流采样信号在时间上的高度同步，从而确保采集精度，有效提高二次侧极性判定的准确性。(2 )本发明的基于GPS同步授时的变电站互感器二次极性检测方法，其所采用的一次侧装置和二次侧装置与变电站互感器接线简单，一次侧装置和二次侧装置间采用无线通信方式传输数据和命令，检测时操作人员在二次侧装置的液晶触摸屏上即可完成检测全过程，操作方便、安全性好、提高工效。(3)本发明的基于GPS同步授时的变电站互感器二次极性检测方法，其采用极性矢量图判据，对互感器一次侧和二次侧同步采样的电压电流幅值和相位矢量图进行比较；判定变电站互感器二次极性接线正确与否；检测准确度高，且检测结果矢量图和判定结果实时由液晶触摸屏显示，人机交互直观方便。
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施所采用的一次侧装置的电路结构示意框图，图中还示意性地显示了其使用时与变电站互感器一次侧接线端子的电连接关系；
图2为本发明实施所采用的二次侧装置的电路结构示意框图，图中还示意性地显示了其使用时与变电站互感器二次侧接线端子的电连接关系；
图3为本发明实施时基于GPS同步测量的时序图；
图4为本发明的方法流程图；
图5为变电站电流互感器二次接线为三相通流两相星形接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图6为变电站电流互感器二次接线为三相通流三相星形接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图7为变电站电流互感器二次接线为三相通流三角形ydll接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图8为变电站电流互感器二次接线为三相通流三角形ydl接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图9为变电站电压互感器二次接线为三相通压的完全星形接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图10为变电站电压互感器二次接线为单相通压的三相四星型接线方式时本发明所采用的判据矢量图；
图11为变电站电压互感器二次接线为三相通压的两相不完全星形(V，v)接线方式时本发明所采用的判据矢量图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0011](实施例1)
见图1和图2