一种电压互感器二次电压核相方法、装置及检测装置与流程
本发明涉及电力保护领域，具体涉及一种电压互感器二次电压核相方法、装置及检测装置。
背景技术：
新建、扩建、改建变电站和输电线路，送电前，需要对变电站内不同母线或不同进线电源间进行电压互感器间二次侧三相电压同相位测量比较，以核定一次侧母线或进线电源间一次接线是否同相位，以确保变电站一、二次系统对应三相电压的相序、相位一致且幅值相同，避免在不同母线及进线电源合并时发生不同相短路。
变电站二次核相一般分为同电源核相和异电源核相，通常由供电公司变电检修人员负责核相，检修人员传统的核相方法为：检修人员使用万用表对新送电电源或母线的电压互感器二次侧电压在接线端子排上的二次电压进行检测并与参考二次电压进行比较，同相电压压差不超过5V，不同相电压压差为100V，但上述核相方式属带电作业，风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于现有变电站二次电压核相作业方式风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故。
有鉴于此，本发明提供一种电压互感器二次电压核相方法，包括：
获取每组电压互感器多个二次电压信号；
根据所述二次电压信号确定所述每组电压互感器的电压幅值与相位；
根据所述每组电压互感器的电压幅值与相位，计算任意两组所述电压互感器之间的幅值差与相位差；
判断所述幅值差是否在预设电压值内；
当所述幅值差在所述预设电压值内时，判断所述相位差是否在预设相位值内；
当所述相位差在所述预设相位内时，判断所述两组电压互感器中的任意一组是否断线；
当所述两组电压互感器均未断线时，判定所述两组电压互感器同相。
优选地，所述判断所述两组电压互感器中的任意一组是否断线，包括：
根据所述电压幅值计算电压互感器的零序电压；
判断所述零序电压是否在预设零序电压值内；
当所述零序电压在所述预设零序电压内时，判定所述电压互感器未断线。
优选地，所述判断所述两组电压互感器中的任意一组是否断线，包括：
根据所述电压幅值计算电压互感器的负序电压；
判断所述负序电压是否在预设负序电压值内；
当所述负序电压在所述预设负序电压值内时，判定所述电压互感器未断线。
相应地，本发明还提供一种电压互感器二次电压核相装置，包括：
二次电压信号获取单元，用于获取每组电压互感器多个二次电压信号；
电压幅值与相位确定单元，用于根据所述二次电压信号确定所述每组电压互感器的电压幅值与相位；
幅值差与相位差计算单元，用于根据所述每组电压互感器的电压幅值与相位，计算任意两组所述电压互感器之间的幅值差与相位差；
第一判断单元，用于判断所述幅值差是否在预设电压值内；
第二判断单元，用于当所述幅值差在所述预设电压值内时，判断所述相位差是否在预设相位值内；
第三判断单元，用于当所述相位差在所述预设相位内时，判断所述两组电压互感器中的任意一组是否断线；
判定单元，用于当所述两组电压互感器均未断线时，判定所述两组电压互感器同相。
优选地，所述第三判断单元，包括：
零序电压计算子单元，用于根据所述电压幅值计算电压互感器的零序电压；
第一判断子单元，用于判断所述零序电压是否在预设零序电压值内；
第一判定子单元，用于当所述零序电压在所述预设零序电压内时，判定所述电压互感器未断线。
优选地，所述第三判断单元，包括：
负序电压计算子单元，用于根据所述电压幅值计算电压互感器的负序电压；
第二判断子单元，用于判断所述负序电压是否在预设负序电压值内；
第二判定子单元，用于当所述负序电压在所述预设负序电压值内时，判定所述电压互感器未断线。
相应地，本发明还提供一种电压互感器二次电压检测装置，包括：
采集单元，用于采集电压互感器的二次电压信号；
处理器，用于根据上述所述的方法判断所述任意两组电压互感器是否同相；
显示器，用于显示所述处理器的判断结果。
优选地，还包括：信号开出单元，与所述处理器连接，用于当所述电压互感器异常时进行报警并将异常信息传输到变电站监控系统。
优选地，还包括：开关量输入单元，与所述处理器连接，用于采集开关信息。
优选地，还包括：
定时器，分别与所述处理器、所述显示器连接，用于记录所述处理器的处理时间，所述处理时间通过所述显示器进行显示。
本发明技术方案具有以下优点：
根据获取的电压互感器多个二次电压信号，确定电压幅值与相位以及幅值差与相位差，判断幅值差是否在预设电压值内，当幅值差在预设电压值内时，判断相位差是否在预设相位值内，当相位差在预设相位内时，判断电压互感器是否断线，当电压互感器未断线时，判定电压互感器三相电压同相，解决了现有变电站二次电压核相作业方式风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电压互感器二次电压核相方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种电压互感器二次电压核相装置的结构示意图；
图3是本发明另一实施例提供的一种电压互感器二次电压检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种电压互感器二次电压核相方法，如图1所示，包括：
S11，获取每组电压互感器多个二次电压信号。每组电压互感器包含三路电压，一般变电站内包含4组电压互感器，即可以直接获取共12路电压互感器的二次电压信号，例如对12路电压互感器的二次电压信号的当前周波采集N个二次电压信号以及在下一周波采集M个电压互感器二次电压信号。
S12，根据二次电压信号确定每组电压互感器的电压幅值与相位。利用采集的N+M个二次电压信号计算每组电压互感器的电压信号的幅值与相位。
S13，根据每组电压互感器的电压幅值与相位，计算任意两组所述电压互感器之间的幅值差与相位差。
S14，判断幅值差是否在预设电压值内，当幅值差在预设电压值内时，执行步骤S15；当幅值差不在预设电压值内时，执行步骤S18。
S15，判断相位差是否在预设相位值内；当相位差在预设相位内时，执行步骤S16；当相位差不在预设相位内时，执行步骤S18。
S16，判断两组电压互感器中的任意一组是否断线，当电压互感器未断线时，执行步骤S17；当电压互感器断线时，执行步骤S19；
S17，判定两组电压互感器同相。
具体地，对12路电压互感器的二次电压信号的当前周波采集24个二次电压信号以及在下一周波采集1个电压互感器二次电压信号，利用采集的25个二次电压信号计算出12路电压信号的幅值与相位，计算出的电压信号的幅值为U1A与θ1A、U1B与θ1B、U1C与θ1C、U2A与θ2A、U2B与θ2B、U2C与θ2C、U3A与θ3A、U3B与θ3B、U3C与θ3C、U4A与θ4A、U4B与θ4B、U4C与θ4C，例如当计算第一组电压互感器与第二组电压互感器的电压的幅值差U1A-U2A、U1B-U2B、U1C-U2C不超过设定值7V时且计算出的第一组电压互感器与第二组电压互感器相位差θ1A-θ2A、θ1B-θ2B、θ1C-θ2C不超过设定值5°，且第一组电压互感器与第二组电压互感器均未断线，则判断为第一、二组电压同相，同理可判断出其他组电压互感器之间的同相或异相；其中电压幅值可由下式(1)得到与相位的计算可由下式(2)获得：
其中，
其中，X为电压幅值；a为电压向量的实部；b为电压向量的虚部；θ为电压相位角；xk为第k点采样值；x0、xN为首、末点采样值；N为采集个数。
作为一种可选的实施方式，步骤S16中判断电压互感器是否断线，具体包括以下步骤：
S161，根据电压幅值计算电压互感器的零序电压；
S162，判断零序电压是否在预设零序电压值内；
S163，当零序电压在预设零序电压内时，判定电压互感器未断线。当零序电压大于预设零序电压时，则电压互感器断线并进行电压互感器异常报警，其中预设零序电压优选10V。
其中，零序电压的计算公式如式(5)所示：
3U10＝(a1A+a1B+a1C)+j(b1A+b1B+b1C) (5)
其中，U10为零序电压、a1A为第一组A相电压向量的实部、a1B为第一组B相电压向量的实部、a1C为第一组C相电压向量的实部、b1A为第一组A相电压向量的虚部、b1B为第一组B相电压向量的虚部、b1C为第一组C相电压向量的虚部。
作为一种可选的实施方式，步骤S16中判断电压互感器是否断线，具体包括以下步骤：
S161’，根据电压幅值计算电压互感器的负序电压；
S162’，判断负序电压是否在预设负序电压值内；
S163’，当负序电压在预设负序电压值内时，判定电压互感器未断线。当负序电压大于预设负序电压值时，则电压互感器断线并进行电压互感器异常报警，其中预设零序电压优选7V。
其中，负序电压的计算公式如式(6)所示；
其中，U12为负序电压、a1A为第一组A相电压向量的实部、a1B为第一组B相电压向量的实部、a1C为第一组C相电压向量的实部、b1A为第一组A相电压向量的虚部、b1B为第一组B相电压向量的虚部、b1C为第一组C相电压向量的虚部。
本发明实施例提供的电压互感器二次电压核相方法，根据计算电压互感器的零序电压以及负序电压，分别与预设零序电压值和预设负序电压值进行比较，继而判断电压互感器是否断线，解决了现有变电站二次电压核相作业方式风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故的问题。
相应地，本发明实施例还提供一种电压互感器二次电压核相装置，如图2所示，包括：
二次电压信号获取单元，用于获取每组电压互感器多个二次电压信号；
电压幅值与相位确定单元，用于根据所述二次电压信号确定所述每组电压互感器的电压幅值与相位；
幅值差与相位差计算单元，用于根据所述每组电压互感器的电压幅值与相位，计算任意两组所述电压互感器之间的幅值差与相位差；
第一判断单元，用于判断所述幅值差是否在预设电压值内；
第二判断单元，用于当所述幅值差在所述预设电压值内时，判断所述相位差是否在预设相位值内；
第三判断单元，用于当所述相位差在所述预设相位内时，判断所述两组电压互感器中的任意一组是否断线；
判定单元，用于当所述两组电压互感器均未断线时，判定所述两组电压互感器同相。
优选地，第三判断单元26，包括：
零序电压计算子单元，用于根据电压幅值计算电压互感器的零序电压；
第一判断子单元，用于判断零序电压是否在预设零序电压值内；
第一判定子单元，用于当零序电压在预设零序电压内时，判定电压互感器未断线。
优选地，第三判断单元26，包括：
负序电压计算子单元，用于根据电压幅值计算电压互感器的负序电压；
第二判断子单元，用于判断负序电压是否在预设负序电压值内；
第二判定子单元，用于当负序电压在预设负序电压值内时，判定电压互感器未断线。
本发明实施例提供的电压互感器二次电压核相装置，根据二次电压信号获取单元获取的电压互感器多个二次电压信号，确定电压幅值与相位以及幅值差与相位差，判断幅值差是否在预设电压值内，当幅值差在预设电压值内时，判断相位差是否在预设相位值内，当相位差在预设相位内时，判断电压互感器是否断线，当电压互感器未断线时，判定电压互感器三相电压同相，解决了现有变电站二次电压核相作业方式风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故的问题。
相应地，本发明另一实施例还提供一种电压互感器二次电压检测装置，如图3所示，包括：
采集单元31，用于采集电压互感器的二次电压信号。将采集的二次电压信号经过A/D转换，将二次电压信号模拟量转换为数字量传输到处理器。
处理器32，用于根据上述所述的方法判断任意两组电压互感器是否同相。通过处理器向采集单元发送采集命令，并根据采集单元采集的二次电压信号，自动检测各组电压互感器的运行状态，自动计算并校对出各组电压互感器二次电压的幅值以及相序，根据电压互感器的二次电压幅值与相序以及通过计算电压互感器的零序电压与负序电压，继而判断各组电压互感的三相电压是否同相，其中处理器中还可以设置存储器，用于存储采集与处理后的电压互感器的电压信息。
显示器33，用于显示处理器的判断结果。其中显示器与键盘连接，显示器显示各路电压采集信息以及各路电压幅值、各路零序电压、负序电压以及当电压互感器断线时的报警信息，用户可以根据键盘输入查看指令改变显示器的显示信息或通过键盘输入装置时间等信息。
优选地，还包括：信号开出单元，与处理器连接，用于当电压互感器异常时进行报警并将异常信息传输到变电站监控系统。其中信号开出单元还包括光电隔离器，将经过光电隔离器的电压互感器的断线等信号以继电器接点的方式输出值变电站监控系统，当变电站监控系统接收到故障报警信号后，根据该故障信号进行故障处理。
优选地，还包括：开关量输入单元，与处理器连接，用于采集开关信息。通过开关量输入单元实时获取开关信息判断开关的开/断状态，例如可以通过采集开关处的电压信号，通过电压信号判断出开关的通断状态，并将开关的通断状态传输到处理器，当开关错误断开时，处理器控制信号开出单元进行故障报警，或者通过显示器显示出故障的开关信息，例如开关的位置以及故障时间等等；同时开关量输入单元还可以具有复位及置检修功能。
优选地，还包括：定时器，分别与处理器、显示器连接，用于记录处理器的处理时间，处理时间通过所述显示器进行显示。
本发明另一实施例提供的电压互感器二次电压检测装置，根据采集单元采集电压互感器的二次电压信号，处理器根据电压互感器二次电压核相方法判断电压互感器的三相电压是否同相，继而显示器显示处理器的判断结果，解决了现有变电站二次电压核相作业方式风险高、难度大，容易造成电压互感器二次电压短路，进而引起电网事故的问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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