一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表的製作方法

2023-06-01 16:55:46

一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，利用精密電阻串聯在電流互感器端子，把小電流信號轉變為電壓信號，不僅可以在小負荷下測量高壓電力設備保護相量，克服了鉗型伏安相位表不能測量小電流的先天缺陷，還去掉了鉗型伏安相位表的表鉗，使得測量過程更為方便、安全。解決高壓電力設備首次帶電需要組織大量負荷進行相量測量的難題，可以在遠小於常規要求負荷的10％以下的負荷情況下檢查保護相量的正確性，能及早把設備投入運行。不僅可以避免設備損壞，也可以節約大量電能，以保證電網安全運行。可以廣泛應用於相量測量領域。
【專利說明】一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，特別涉及一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表。
【背景技術】
[0002]在新建的負荷變壓器或線路首次投入時，比如大型電廠備用/啟動變或新建廠礦變壓器首次帶電時，需要在高壓電力設備充電後立即帶上大負荷檢查差動保護相量。保護及表計相量正確後才能投入一次設備及其主保護。目前測量相量的器具是鉗型伏安相位表。其測量電流是依靠感應電磁場的鉗子來完成的，理論上當所測的最小電流值為5毫安，實際上由於現場其他迴路的幹擾，通常所測的電流值大於10毫安時，鉗型伏安相位表才能準確測量電流值及其相位。
[0003]為保證有足夠的的電流保證鉗型伏安相位表準確測量相量，《十八項電網重大反事故措施》第15.5.6條專門規定:所有差動保護(線路、母線、變壓器、電抗器、發電機等)在投入運行前，除應在負荷電流大於電流互感器額定電流的10%的條件下測定相迴路和差迴路外，還必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證保護裝置和二次迴路接線的正確性。
[0004]但這些新建的高壓電力設備首次帶電後立即帶上大負荷比較困難，通常此時大量電氣拖動設備(負荷)正在安裝或者安裝完畢因沒有電源未進行過調試。這時如果組織大量電氣拖動設備在未調試時旋轉運行，不僅易造成設備損壞事故，也因空轉消耗大量電能，還可能引起電力設備事故影響電力系統安全。研製出在小負荷下能測量出相量的伏安相位表成為破解上述難題的關鍵。
實用新型內容
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本實用新型要解決的技術問題就是如何提供一種在小負荷下能測量出相量的伏安相位表。
[0007]( 二 )技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，其特徵在於，包括電流端子、電壓端子、電阻、分壓電阻、PLC、顯示屏、電池、模數轉換晶片、轉換把手；
[0009]其中電阻、分壓電阻、PLC、顯示屏、模數轉換晶片集成在一塊電路板上；
[0010]電流端子有同名端和非同名端兩個端子；兩個端子內側分別和電阻的兩端連接，端子外側設置為電流端子標準插孔；電流端子標準插孔上插有兩根測試線的插頭，兩根測試線的另一側插頭插到電流迴路上的電流端子插孔；同名端端子對應和電流迴路上的正極性電流端子連接，非同名端端子對應和電流迴路上的負極性電流端子連接；
[0011]模數轉換晶片有三路以上的模擬量輸入迴路；電阻兩端還和模數轉換晶片的第一路模擬量輸入連接，模數轉換晶片的輸出和PLC的輸入連接，模數轉換晶片把模擬量採樣轉換為數字量送給PLC ；
[0012]電壓端子有同名端和非同名端兩個端子；端子內側分別和分壓電阻的兩端連接，端子外側設置為電壓端子標準插孔；電壓端子標準插孔上插有兩根表筆線，同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的正極性端，非同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的負極性端;
[0013]分壓電阻的輸出端和模數轉換晶片的第三路模擬量輸入連接；分壓電阻是一個高內阻分壓器，把電壓端子送來的電壓信號縮小為0.01倍；
[0014]轉換把手的檔位輸出和PLC的輸入連接，把測量的檔位信號送給PLC ；
[0015]電池給PLC、顯示屏和模數轉換晶片提供電源；
[0016]PLC的輸出和顯示屏的輸入連接，PLC根據模數轉換晶片和轉換把手送來的信號計算相應的幅值和相位，並在顯示屏上顯示出來。
[0017]優選地，所述電流端子包括第一路電流端子、第二路電流端子；所述電阻包括第一路電阻、第二路電阻、。
[0018]優選地，所述轉換把手有第一路電流幅值、第二路電流幅值、電壓幅值、第一路電流和第二路電流相位、電壓和第一路電流相位、電壓和第二路電流相位共六個測量檔位。
[0019]優選地，所述第一路電阻的電阻值為I歐姆以上8歐姆以下，精度為-0.01%至+0.01%，溫度係數為5ppm/°C的精密電阻，存儲固化在PLC內；第二路電阻是的電阻值為I歐姆以上8歐姆以下，精度為-0.01%至+0.01%，溫度係數為5ppm/°C的精密電阻，存儲固化在PLC內。
[0020](三)有益效果
[0021]本實用新型的一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，利用精密電阻串聯在電流互感器端子，把小電流信號轉變為電壓信號，不僅可以在小負荷下測量高壓電力設備保護相量，克服了鉗型伏安相位表不能測量小電流的先天缺陷，還去掉了鉗型伏安相位表的表鉗，使得測量過程更為方便、安全。解決高壓電力設備首次帶電需要組織大量負荷進行相量測量的難題，可以在遠小於常規要求負荷的10%以下的負荷情況下檢查保護相量的正確性，能及早把設備投入運行。不僅可以避免設備損壞，也可以節約大量電能，以保證電網安全運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1:本實用新型提供的一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表;
[0024]圖中:1、第一路電流端子；2、第二路電流端子；3、電壓端子；4、第一路電阻；5、第二路電阻；6、分壓電阻；7、PLC ;8、顯示屏；9、電池；10、模數轉換晶片；11、轉換把手。【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的範圍。
[0026]如圖1所示，本實施例的一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，包括第一路電流端子1、第二路電流端子2、電壓端子3、第一路電阻4、、第二路電阻5、分壓電阻6、PLC7、顯示屏8、電池9、模數轉換晶片10、轉換把手11。第一路電阻4、第二路電阻5、分壓電阻6、PLC7、顯示屏8、模數轉換晶片10集成在一塊電路板上。
[0027]第一路電流端子I有同名端和非同名端兩個端子。端子內側分別和第一路電阻4的兩端連接，端子外側設置為電流端子標準插孔。測量相量時兩個端子的插孔分別插上兩根試驗線的插頭，兩根試驗線的另一側插頭插到電流迴路上的電流端子插孔。同名端端子對應和電流迴路上的正極性電流端子連接，非同名端端子對應和電流迴路上的負極性電流端子連接。測量時先把試驗線的插頭插到電流互感器端子兩端的插孔，再斷開電流互感器端子中間連片。測量結束後先連接電流互感器端子中間連片，再拔出試驗線的插頭。測量時第一路電阻4串聯在電流互感器二次迴路上，使電流信號轉變為電壓信號。
[0028]第二路電流端子2有同名端和非同名端兩個端子。端子內側分別和第二路電阻5的兩端連接，端子外側設置為電流端子標準插孔。測量相量時兩個端子的插孔分別插上兩根試驗線的插頭，兩根試驗線的另一側插頭插到電流迴路上的電流端子插孔。同名端端子對應和電流迴路上的正極性電流端子連接，非同名端端子對應和電流迴路上的負極性電流端子連接。測量時先把試驗線的插頭插到電流互感器端子兩端的插孔，再斷開電流互感器端子中間連片。測量結束後先連接電流互感器端子中間連片，再拔出試驗線的插頭。測量時第二路電阻5串聯在電流互感器二次迴路上，使電流信號轉變為電壓信號。
[0029]第一路電流端子I和第二路電流端子2根據測量需要可以單獨使用，也可同時使用。
[0030]電壓端子3有同名端和非同名端兩個端子。端子內側分別和分壓電阻6的兩端連接，端子外側設置為電壓端子標準插孔。測量相量時兩個端子的插孔分別插上兩根表筆線，同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的正極性端，非同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的負極性端。
[0031]第一路電阻4是一個精密電阻，把第一路電流端子I送來的電流信號轉化為電壓信號；第二路電阻5是一個精密電阻，把第二路電流端子I送來的電流信號轉化為電壓信號；分壓電阻6是一個高內阻分壓器，把電壓端子3送來的電壓信號轉化為弱的電壓信號。
[0032]模數轉換晶片10的模擬量輸入迴路分別連接第一路電阻4、、第二路電阻5、分壓電阻6的輸出，模數轉換晶片10把模擬量採樣轉換為數字量；並送給PLC7。
[0033]轉換把手11有第一路電流幅值、第二路電流幅值、電壓幅值、第一路電流和第二路電流之間相位、電壓和第一路電流之間相位、電壓和第二路電流之間相位共六個測量檔位。測量檔位信號送給PLC7。
[0034]電池9給PLC7、顯示屏8和模數轉換晶片10提供電源。
[0035]PLC7根據模數轉換晶片10和轉換把手11送來的信號計算相應的幅值和相位，並在顯示屏8上顯示出來。
[0036]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量第一路電流幅值過程如下:轉換把手11扳到第一路電流幅值檔位，第一路電流端子I通過測試線連接所測電流端子，斷開電流端子中間連片，第一路電阻4串聯在第一路電流端子I中間，電流流過第一路電阻4在第一路電阻4上產生電壓，模數轉換晶片10轉換該電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用電壓和固化在PLC7上的Rl值計算出電流值，電流值在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出測試線，第一路電流幅值測量結束。
[0037]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量第二路電流幅值過程如下:轉換把手11扳到第二路電流幅值檔位，第二路電流端子2通過測試線連接所測電流端子，斷開電流端子中間連片，第二路電阻5串聯在第二路電流端子2中間，電流流過第二路電阻5在第二路電阻5上產生電壓，模數轉換晶片10轉換該電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用電壓和固化在PLC7上的R2值計算出電流值，電流值在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出測試線，第二路電流幅值測量結束。
[0038]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量電壓值過程如下:轉換把手11扳到電壓值檔位，電壓端子3通過表筆線連接所測電壓端子，模數轉換晶片10轉換該電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用該電壓值和固化在PLC7上的分壓電阻6的分壓變比，換算實際電壓值，在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出表筆線，電壓值測量結束。
[0039]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量第一路電流和第二路電流相位過程如下:轉換把手11扳到第一路電流和第二路電流相位檔位，第一路電流端子1、第二路電流端子2通過測試線依次連接所測的兩路電流端子，斷開電流端子中間連片，第一路電阻4串聯在第一路電流端子I中間，第二路電阻5串聯在第二路電流端子2中間，一路電流流過第一路電阻4在第一路電阻4上產生電壓，另一路電流流過第二路電阻5在第二路電阻5上產生電壓，模數轉換晶片10轉換該兩個電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用電壓計算出相位，相位值在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出測試線，第一路電流和第二路電流相位測量結束。
[0040]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量電壓和第一路電流相位過程如下:轉換把手11扳到電壓和第一路電流相位檔位，電壓端子3、第一路電流端子I連接所測的電壓、電流端子，斷開電流端子中間連片，模數轉換晶片10轉換該兩個電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用電壓計算出相位，相位值在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出連接線，電壓和第一路電流相位測量結束。
[0041]電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表測量電壓和第二路電流相位過程如下:轉換把手11扳到電壓和第二路電流相位檔位，電壓端子3、第一路電流端子I連接所測的電壓、電流端子，斷開電流端子中間連片，模數轉換晶片10轉換該兩個電壓為數位訊號送給PLC7，PLC7利用電壓計算出相位，相位值在顯示屏8上顯示。恢復電流端子中間連片，拔出連接線，電壓和第二路電流相位測量結束。
[0042]以上實施方式僅用於說明本實用新型，而非對本實用新型的限制。儘管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本實用新型的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，其特徵在於，包括電流端子、電壓端子(3)、電阻、分壓電阻(6)、PLC(7)、顯示屏(8)、電池(9)、模數轉換晶片(10)、轉換把手(11); 其中電阻、分壓電阻(6)、PLC(7)、顯示屏(8)、模數轉換晶片(10)集成在一塊電路板上； 電流端子有同名端和非同名端兩個端子；兩個端子內側分別和電阻的兩端連接，端子外側設置為電流端子標準插孔；電流端子標準插孔上插有兩根測試線的插頭，兩根測試線的另一側插頭插到電流迴路上的電流端子插孔；同名端端子對應和電流迴路上的正極性電流端子連接，非同名端端子對應和電流迴路上的負極性電流端子連接； 模數轉換晶片(10)有三路以上的模擬量輸入迴路；電阻兩端還和模數轉換晶片的第一路模擬量輸入連接，模數轉換晶片(10)的輸出和PLC(7)的輸入連接，模數轉換晶片(10)把模擬量採樣轉換為數字量送給PLC (7)； 電壓端子(3)有同名端和非同名端兩個端子；端子內側分別和分壓電阻的兩端連接，端子外側設置為電壓端子標準插孔；電壓端子標準插孔上插有兩根表筆線，同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的正極性端，非同名端所連表筆線另一頭連接所測電壓的負極性端; 分壓電阻(6)的輸出端和模數轉換晶片(10)的第三路模擬量輸入連接；分壓電阻(6)是一個高內阻分壓器，把電壓端子(3)送來的電壓信號縮小為0.01倍； 轉換把手(11)的檔位輸出和PLC(7)的輸入連接，把測量的檔位信號送給PLC(7)； 電池(9)給PLC(7)、顯示屏(8)和模數轉換晶片(10)提供電源； PLC(7)的輸出和顯示屏(8)的輸入連接，PLC(7)根據模數轉換晶片(10)和轉換把手(11)送來的信號計算相應的幅值和相位，並在顯示屏(8)上顯示出來。
2.根據權利要求1所述的電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，其特徵在於，所述電流端子包括第一路電流端子(I)、第二路電流端子(2);所述電阻包括第一路電阻(4)、第二路電阻(5)。
3.根據權利要求1所述的電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，其特徵在於，所述轉換把手(11)有第一路電流幅值、第二路電流幅值、電壓幅值、第一路電流和第二路電流相位、電壓和第一路電流相位、電壓和第二路電流相位共六個測量檔位。
4.根據權利要求2所述的電流轉換電壓串聯式可測小負荷的無鉗伏安相位表，其特徵在於，所述第一路電阻(4)的電阻值為I歐姆以上8歐姆以下，精度為-0.01%至+0.01%，溫度係數為5ppm/°C的精密電阻，存儲固化在PLC(7)內；第二路電阻是(5)的電阻值為I歐姆以上8歐姆以下，精度為-0.01%至+0.01%，溫度係數為5ppm/°C的精密電阻，存儲固化在 PLC (7)內。
【文檔編號】G01R19/25GK203825082SQ201420214924
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】汪文全, 王為華, 宋述勇, 郭春蘭, 張群英, 張曉民, 白瑞, 張悅, 馬振國 申請人:國網山西省電力公司電力科學研究院