互感器接线识别装置的制作方法

1.本发明实施例涉及电气技术领域，尤其涉及一种互感器接线识别装置。


背景技术：

2.在电力输送网络中高压互感器因为结构紧凑，自成一体，接线简单且易于安装和维护而大量使用在电网中。其中电压互感器将10kv(35kv)电压按照固定的比率转换成电能表能够计量的标定电压，电流互感器将高电压下大电流按照固定的比率转换成电能表能够计量的标定电流，二者通过二次接线同时接入电能表从而实现供电计量，现实中所使用的是三相输电因此需要同时将a,b,c各相的供电准确计量，所以采用多只电压互感器和电流互感器组合成组合式互感器，根据实际需要组合成不同的联接方式，又因为电流和电压都有方向性只有接入电能表的各相电压，电流流入方向正确才能使电能表准确计量，因此必须保证组合互感器在正确的比率和联接方式下接入电能表。在实际使用中，施工人员都是按照组合式互感器的铭牌和端子标识进行接线，正确与否只能在供电且带负荷以后通过读取电能表的计数来判断，不能在通电前及时辨别和处理，一旦出现错误则需要带电(或临时停电)进行更正接线从而导致生产安全隐患和计量损失，供电服务优质性也有一定影响。目前，为了满足三相输电的需要，通常采用多只电压互感器和电流互感器组合成组合式互感器，根据实际需要组合成不同的连接方式。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种互感器接线识别装置，以实现操作人员在保证人身安全的前提下对三相电压和电流的输出进行调节，在组合式互感器及其二次接线安装完成后模拟实际运行时的三相工作状态，完成二次接线正确性判断，减少生产安全隐患，提高劳动效率。
4.本发明实施例提供了一种互感器接线识别装置，包括：
5.三相可调电源，所述三相可调电源的输出端连接所述互感器的输入端，所述互感器的输出端用于连接计量箱，所述三相可调电源用于向所述互感器输出可调的三相电压和电流；
6.测量模块，连接所述互感器的输入端和所述互感器的输出端；所述测量模块用于测量所述互感器输入的每相电压和电流，并测量所述互感器输出的电压和电流值以及电压、电流之间的向量角度关系，所述向量角度关系包括同相的电压、电流之间的向量角度关系、以及不同相间电压、电流之间的相量角度关系，所述向量角度关系用于表征所述互感器的接线。
7.可选地，所述测量模块包括：
8.测量传感器，用于测量所述三相可调电源输出到所述互感器的相电流值和电压值、以及所述互感器输出端的相电流值和相电压值；
9.模拟量采集和a/d转换电路，用于采集所述测量传感器输出的测量信号；
10.处理器，用于接收所述模拟量采集和a/d转换电路输出的各相采集信号，从各相的电流、电压信号分离出各自的幅值和相位得到电流值、电压值和电压、电流之间的向量角度关系。
11.可选地，所述装置还包括显示屏，所述处理器用于将分析得到的测量结果通过所述显示屏显示。
12.可选地，所述处理器用于将分析得到的测量结果通过所述显示屏以数字表格和平面坐标系六角图的方式显示出来。
13.可选地，所述三相可调电源输出的电压和电流在人体安全承受值以下。
14.可选地，所述三相可调电源输出的线电压为0～36v，输出电流为0～10a。
15.可选地，所述互感器包括组合式互感器。
16.可选地，所述测量模块包括电压测量端和电流测量端；
17.所述测量模块的电压测量端连接所述组合式互感器的二次侧电压输出端，所述电流测量端通过电流钳连接所述组合式互感器二次侧电流输出端所连接的线路。
18.可选地，所述三相可调电源包括可调直流开关电源、三相逆变电路、和三相变压和升流器；
19.所述三相逆变电路的输入端与所述可调直流开关电源的输入端连接，所述三相逆变电路的输出端与所述三相变压和升流器的输入端连接；
20.所述互感器的输入端连接所述三相变压和升流器的输出端。
21.可选地，所述三相可调电源由交流220v供电或蓄电池供电。
22.本发明实施例提供的互感器接线识别装置，通过将三相可调电源的输出端与互感器的输入端连接，向互感器输出可调的三相电压和电流。通过接入互感器输入端和输出端的测量模块，测量互感器输入的每相电压和电流，并测量输出的电压和电流值以及同相电压、电流之间的向量角度关系和不同相电压、电流之间的向量角度关系，以实现对三相电压和电流的输出调节在人体可承受值范围以下，分析互感器接线方式的正确性，能够降低生产成本，减少安全隐患。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的一种互感器接线识别装置模块的接线结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的一种三相可调电源的模块结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种互感器接线识别装置模块中的三相逆变主电路图；
26.图4为本发明实施例提供的一种三相组合互感器结构图；
27.图5为本发明实施例提供的一种三相三线连接方式组合互感器的测量接线图；
28.图6为本发明实施例提供的一种测量模块的结构示意图；
29.图7为本发明实施例提供的一种电流、电压测量结果数字化显示表；
30.图8为本发明实施例提供的一种三相向量关系测量六角图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
32.图1为本发明实施例提供的一种互感器接线识别装置模块的接线结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的互感器接线识别装置包括：
33.三相可调电源10，三相可调电源10的输出端连接互感器11的输入端，互感器11的输出端连接计量箱14，三相可调电源10能够向互感器输11出可调的三相电压和电流；
34.测量模块13，连接互感器11的输入端和输出端；测量模块13用于测量互感器输入端的每相电压和电流，并测量互感器11输出端的电压和电流以及电压、电流之间的向量角度关系。其中向量角度关系可包括同相的电压、电流之间的向量角度关系、以及不同相间电压、电流之间的相量角度关系，向量角度关系用于表征所述互感器的接线。
35.具体地，三相可调电源10是一种可以将可调的直流源转换成与电网同频率的三相交流电源的装置。三相可调电源10构成人体安全电压下的三相可调电源。
36.可选地，图2为本发明实施例提供的一种三相可调电源的模块结构示意图，如图2所示，三相可调电源10可包括：可调直流开关电源101、三相逆变电路102和三相变压和升流器103。其中，可调直流开关源101采用调宽控制方式将ac 220v电压转换为dc 0～120v电压，可调直流开关源101的控制端连接有电位器，通过调节控制电位器以实现输出电压可调。优选地，在本发明实施例中，可调直流开关源101可采用xlg240ha型开关电源，其具有调节范围宽、输出线性好以及保护功能强等诸多优点。
37.具体地，可调直流开关源101包括dc 0～5v端口，可连接电位器，用于调节直流输出电压在dc 0～120v内线性输出。
38.三相逆变电路102的输入端与可调直流开关电源101的输入端连接，三相逆变电路102的输出端与三相变压和升流器103的输入端连接。三相逆变电路102采用spwm调制方式将前端可调直流开关源101输入的直流电转换成为50hz的交流电。具体地，spwm(sinusoidal pulse width modulation)法是以冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同作为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的pwm波形，即spwm波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
39.优选地，在本发明实施例中，三相逆变电路102可选用mitsubishi型三相逆变模块。mitsubishi型三相逆变模块是一种集成化程度高、抗冲击能力强以及转化效率高的三相逆变模块，可以实现ac-dc的转换，并通过滤波电路输出三相50hz的交流电。
40.图3为本发明实施例提供的一种互感器接线识别装置模块中的三相逆变主电路图，如图3所示，三相逆变电路102包括智能功率模块(ipm)1021、变压器1022和lcr低通滤波器1023。
41.具体地，在三相逆变电路102中开关器件采用6单元ipm智能功率模块1021。在lcr低通滤波器1023中，电感10231可以抑制高次谐波通过，电阻10232起阻尼作用，防止或抑制谐波产生，电容10233为逆变器产生的高次谐波提供旁路。当市电工作中断或产生异常时，蓄电池电压被加到直流总线上，通过ipm智能功率模块1021组成的逆变器，然后通过lcr低通滤波器1023和变压器1022，形成相电压为220v的三相正弦交流电给负载供电。其中，三相
变压和升流器103输入端连接三相逆变电路102的输出端，输出电压/电流在一定比率下随输入电压而变化，实现三相可调输出，其电压/电流输出端接互感器11对应电压/电流接线端子。
42.具体地，三相变压和升流器103采用u型结构及原副边隔离设计。u型结构设计可以保证三相变压和升流器103体积小以及重量轻，原副边隔离设计则可以转换电流以及电压大小，同时保护三相逆变电路102。
43.示例性地，三相可调电源10通过三相逆变模块102输出与电网同频率三相交流电，输出电压随可调直流开关源101输入电压线性变化而变化，三相变压和升流器103输入端接三相逆变电路102输出端，输出电压/电流在一定比率下随输入电压而变化，实现三相可调输出。
44.三相可调电源10输出的电压和电流在人体安全承受值以下。具体地，三相可调电源10的输出电压可以是线电压0～36v，输出电流是0～10a。在实际操作中，施工人员是按照组合式互感器的铭牌和端子标识进行接线，正确与否只能在供电且带负荷以后通过读取电能表的计数来判断，不能在通电前及时辨别和处理，一旦出现错误则需要高压带电操作，对施工人员的人生安全造成威胁。而本实施例提供的三相可调电源10将输出电压及电流分别设置为0～36v和0～10a之间，处于人体可承受的安全范围之内，确保施工人员可以安全操作，减少生产安全隐患，提高劳动效率。
45.可选地，三相可调电源10由交流220v供电或蓄电池供电。三相可调电源10由两台直流可调电源同时工作。具体地，三相可调电源10的两台直流可调电源分别用于调节三相电压和三相电流，通过电流调节旋钮调节输出0-10a电流，通过电压调节旋钮调节输出0-30v电压。
46.可选地，互感器11包括组合式互感器。示例性地，图4为本发明实施例提供的一种三相组合互感器结构图，如图4所示，ap1、ap2，bp1、bp2，cp1、cp2分别为三相可调电源10电流输出端对应的连接装置端子，ap1、bp1、cp1分别为三相可调电源10电压输出端对应的连接装置端子。换句话说，三相可调电源的电流输出端对应连接端子ap1、ap2，bp1、bp2，cp1、cp2。三相可调电源的电压输出端对应连接装置端子ap1、bp1、cp1。可选地，测量模块13包括电压测量端和电流测量端。测量模块13的电压测量端连接组合式互感器11的二次侧电压输出端，电流测量端通过电流钳连接组合式互感器11二次侧电流输出端所连接的线路。测量模块13可用于测量三相可调电源输出的每相电压、电流值，同时测量组合式互感器对应经过一定比率变换后的二次侧电压、电流值以及各同相的电压、电流之间向量角度关系，不同相间电压、电流之间的相量角度关系。具体地，通过电压测量端测量输出的每相电压值以及组合式互感器对应经过一定比率变换后的二次侧电压值；测量输出的每相电流值以及组合式互感器对应经过一定比率变换后的二次侧电流值。
47.示例性地，图5为本发明实施例提供的一种三相三线连接方式组合互感器的测量接线图，如图5所示，电压线的连接方式为：使用专用电压测试线，一端插入ua、uc及un相插孔，另一端分别接入被测线路的a相、b相及c相；电流线的连接方式为：将电流钳的ia、ic钳插入三相可调电源10的ia、ic插孔中，再将另一端分别卡入电流回路。
48.本发明实施例提供一种互感器接线识别装置，包括：三相可调电源，其输出端连接互感器的输入端，互感器的输出端连接计量箱，三相可调电源向互感器输出可调的三相电
压和电流；测量模块，连接互感器的输入端和输出端；测量模块用于测量互感器输入的每相电压和电流，并测量互感器输出的电压和电流值以及电压、电流之间的向量角度关系，向量角度关系包括同相的电压、电流之间的向量角度关系、以及不同相间电压、电流之间的相量角度关系，向量角度关系用于表征所述互感器的接线。通过本发明实施例的技术方案，以实现对三相电压和电流的输出调节在人体可承受值范围以下，分析互感器接线方式的正确性，能够降低生产成本，减少安全隐患。
49.测量模块构成“电压，电流值和相互间向量关系测量系统”采用的技术方案是：在“三相可调电源”调节输出的三相电压、电流下，测量模块分别测量输出的每相电压、电流值，同时测量组合式互感器对应经过一定比率变换后的二次侧电压、电流值以及各同相的电压、电流之间向量角度关系，不同相间电压、电流之间的相量角度关系。“测量模块”有“测量传感器”，“模拟测量和数字分析电路”，“数字和图形显示”三部分构成，具体实施方法是，“测量传感器”分别有电压传感器和电流传感器，电压传感器用于测量a、b、c各相的输出电压，电流传感器测量a,b,c各相的输出电流，“模拟测量和数字分析电路”接受电压、电流传感器的信号经模拟测量电路a/d转换成数字信号供数字分析电路的fft算法分析得到电压、电流的量值和向量角度关系，“数字和图形显示”部分将数字分析电路得到电压、电流的量值和向量角度关系用数字和图形可视化显示出来。
50.图6为本发明实施例提供的一种测量模块的结构示意图，如图6所示，测量模块13包括：测量传感器131、模拟量采集和a/d转换电路132和处理器133。模拟量采集和a/d转换电路132和处理器133构成“模拟测量和数字分析电路”。
51.其中，测量传感器131用于测量装置输出到组合互感器11的对应相电流值和电压值，便于检测控制所需大小的电流及电压，并同时测量组合互感器11的二次输出电压和电流值。
52.具体地，测量传感器131包括电压传感器和电流传感器，电压传感器用于测量装置a、b及c各相的输出电压，电流传感器用于测量装置a、b及c各相的输出电流。
53.优选地，测量三相输出电流采用三只50a/50ma的电流互感器测量，精度为0.1％；测量三相输出电压采用三只50v/50mv的电压互感器测量，精度为0.1％；组合式互感器输出端，采用三只5a/10ma的钳形电流互感器测量，精度为0.1％输出电压采用三只50v/5mv的电压互感器测量，精度为0.1％。
54.模拟量采集和a/d转换电路132用于采集测量传感器131输出的测量信号。具体地，模拟量采集电路是指利用传感器采集物理量，将过程控制中的物理信号转换成模拟信号。a/d转换电路是一种将模拟信号转换成数字信号的电路，可以实现将时间连续以及幅值也连续的模拟量转换为时间离散以及幅值也离散的数字信号。
55.互感器接线识别装置的输出电流、电压和组合互感器二次感应输出电流、电压经测量传感器131传入模拟量采集和a/d转换电路132，经a/d转换后发送给处理器133。
56.其中，处理器133用于接收所述模拟量采集和a/d转换电路132输出的各相采集信号，从各相的电流、电压信号分离出各自的幅值和相位得到电流值、电压值和电压、电流之间的向量角度关系。
57.具体地，处理器133接收模拟量采集和a/d转换电路132转换后的各相测量结果，运用fft算法将各相的电流、电压信号分离出各自的幅值和相位得到所需的实际电流、电压值
和向量关系。
58.可选地，互感器接线识别装置还包括显示屏，显示屏与处理器133连接，处理器用于将分析得到的测量结果通过所述显示屏显示。优选地，在本发明实施例中显示屏可以是一种具有触控功能的真彩液晶显示屏。图7为本发明实施例中提供的一种电流、电压测量结果数字化显示表，图8为本发明实施例中提供的一种三相向量关系测量六角图，如图7和图8所示，真彩液晶屏可以将处理器分析后的测量结果以数字表格和平面坐标系六角图的方式显示出来。示例性地，装置开机后真彩液晶显示屏界面如图7所示，如果测量方式选择三相三线，则用触控笔轻触“三相四线”图标会变成“三相三线”，相同操作还可以实现单相测量。装置还具备数据保持功能，轻触“hold”图标，测量数据静止。轻触“查看”图标可以启用查看功能，用以查看保存数据。如图8所示，轻触“向量图”图标可以进入六角向量图测界面，六角图按颜色画出电压和电流的矢量图，优选地，a相电压和电流为黄色、b相电压和电流为绿色及c相电压和电流为红色。如果电压相序正确，电压数值前显示绿色标志，若错误，则为红色标志；如果电流相序正确，电流数值前显示绿色标志，若错误，则为红色标志。工作人员可以根据展示的结果，直观清楚了解接线是否正确，并在不正确的时候，调换连接方式。本发明实施例提供的技术方案，能够提供保证操作人员人身安全的前提下同时输出需要的三相电流和电压，例如包括输出一次测量值和经过组合式互感器一定比率变换后的电流、电压测量值。同时测量模块判别相互间的向量关系，在组合式互感器及其二次接线安装完成后模拟实际运行时的三相工作状态，完成二次接线正确性判断，实现对三相电压和电流的输出调节在人体可承受值范围以下，分析联接方式的正确性，保障人身安全，降低生产成本，减少生产安全隐患，提高效率。
59.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。