一种电子移相式PT二次电压恢复装置及恢复方法

技术领域

本发明涉及PT电压控制技术领域，具体涉及一种电子移相式PT二次电压恢复装置及恢复方法。

背景技术

在用电单位的高压配电装置中，通常都有高压用电计量装置，而高压用电计量方式都采用高供高计的计量方式，这种方式的计量装置中都会配置高压电压互感器和高压电流互感器。在电能计量装置运行中由于受到系统电压波动、雷电等各种客观原因的影响，难免会造成电压互感器某一相高压熔断器熔断，使PT二次电压出现电压缺失的故障，一旦出现故障，专业人员就应该及时停电处理并恢复计量装置的准确运行。

但在实际情况中，一旦出现这样的故障时，往往用电单位没有合格的熔断器备件或者正在生产不能停电，而使故障得不到及时处理。由于电压缺失不能使电能计量装置正确计量，用电单位在生产情况下，供电单位就会损失较多的费用，也会造成不必要的纠纷。所以，研究一种在不停电的情况下，能够建立或恢复缺失的PT二次电压的一种装置，就显得尤为重要。有了这种装置就可以在不耽误用电单位用电的情况下，临时恢复电能计量装置的计量功能，通过有计划的或约定时间就可以停电解决处理PT熔断器的故障问题，是一种非常方便实用的电压恢复装置。

发明内容

本发明提供了一种电子移相式PT二次电压恢复装置及恢复方法，以解决现有技术中高压熔断器熔断造成的PT二次电压缺失故障，导致电能计量漏计的技术问题。

本发明提供了一种电子移相式PT二次电压恢复装置，包括：AC/DC变换模块、DC/AC变换模块、电压取样模块、电压移相模块、控制移相模块；所述AC/DC变换模块的输入端接入外接交流电，AC/DC变换模块的输出端与所述DC/AC变换模块的输入端连接；所述DC/AC变换模块输出端接入负载接入端子；所述电压取样模块的输入端接入正常TV电压，电压取样模块输出端与所述电压移相模块的输入端连接；所述控制移相模块的控制端与所述DC/AC变换模块的受控端连接。

进一步地，所述电压移相模块包括抽头式变压器，所述电压取样模块的输出端接入所述抽头式变压器的一次绕组，所述抽头式变压器的二次绕组两端之间串联可调电阻以及电容；所述抽头式变压器的抽头与所述可调电阻以及电容之间的接点作为所述电压移相模块的输出端。

进一步地，所述电压移相模块包括抽头式变压器，所述电压取样模块的输出端接入所述抽头式变压器的一次绕组，所述抽头式变压器的二次绕组两端之间串联可调电阻以及电感；所述抽头式变压器的抽头与所述可调电阻以及电感之间的接点作为所述电压移相模块的输出端。

进一步地，所述电子移相式PT二次电压恢复装置还包括反馈模块；所述反馈模块的输入端与所述DC/AC变换模块的输出端连接，反馈模块的输出端与所述控制移相模块的反馈端连接。

本发明还提供了一种适用于电子移相式PT二次电压恢复装置的电压恢复方法，包括如下步骤：

步骤1：将电子移相式PT二次电压恢复装置接在电能表之前，未断开线路接入电压取样模块，DC/AC变换模块输出端接入电能表端子或电压互感器二次相端钮；外部交流电接入AC/DC变换模块；

步骤2：以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置电压相位的偏移相位量；

步骤3：控制移相模块根据偏移相位量控制DC/AC变换模块输出移相后的电压信号，以移相后的电压信号模拟断开线路的电压供电能表采集。

进一步地，所述步骤2的具体方法为：以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置滞后于未断开线路上的电压相位的偏移相位量，或以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置超前于未断开线路上的电压相位的偏移相位量。

进一步地，所述步骤2中，当接入电子移相式PT二次电压恢复装置的三相为正相序，以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置滞后于未断开线路上的电压相位的偏移相位量；当接入电子移相式PT二次电压恢复装置的三相为逆相序，以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置超前于未断开线路上的电压相位的偏移相位量。

进一步地，所述步骤3中还包括反馈模块反馈DC/AC变换模块输出的电压幅值、电压相位信号，当反馈的电压幅值小于或大于所需电压幅值时，控制移相模块控制DC/AC变换模块增大或减少输出的电压幅值；当反馈的电压相位滞后或超前所需电压相位时，控制移相模块根据电压移相模块的调节控制DC/AC变换模块超前或滞后输出电压相位。

本发明的有益效果：

本发明以未断开线路的电压为样本，通过移相作为控制手段，将外接的交流电源先变为直流电，然后通过偏移相位量，将直流电变为与未断开线路的电压值相同、相位不同的交流电模拟断开线路的电压供电能表采集。本发明通过反馈模块，还可以将输出电压的幅值、相位等变化量进行反馈，使得输出电压能够及时跟踪输出量并作出调整，保障输出电压与TV正常相的电压相一致，相位也符合要求。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明具体实施例电路框图；

图2为本发明具体实施例接入总电路的电路连接示意图；

图3为本发明装置盒的面板示意图；

图4为本发明AC/DC变换模块电路示意图；

图5为本发明电压取样模块电路示意图；

图6为本发明电压移相模块设置滞后相位的电路示意图；

图7为本发明电压移相模块设置超前相位的电路示意图；

图8为本发明控制移相模块电路示意图；

图9为本发明DC/AC变换模块电路示意图；

图10为本发明反馈模块电路示意图；

图11为本发明当正相序A相失压滞后相位偏移示意图；

图12为本发明当逆相序A相失压超前相位偏移示意图；

图13为本发明当正相序B相失压滞后相位偏移示意图；

图14为本发明当逆相序B相失压超前相位偏移示意图；

图15为本发明当正相序C相失压滞后相位偏移示意图；

图16为本发明当逆相序C相失压超前相位偏移示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，本领域技术人员在没有作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。

如图1所示，本发明实施例提供一种电子移相式PT二次电压恢复装置，主要针对10KV客户三相三线高压计量、电压互感器为v/v接线方式的电路，包括：AC/DC变换模块、DC/AC变换模块、电压取样模块、电压移相模块、控制移相模块、反馈模块；AC/DC变换模块的输入端接入外接交流电，输出端与DC/AC变换模块的输入端连接；DC/AC变换的模块输出端接入电能表端子或电压互感器二次相端钮；电压取样模块的输入端接入正常TV电压，输出端与电压移相模块的输入端连接；控制移相模块的控制端与DC/AC变换模块的受控端连接；反馈模块的输入端与DC/AC变换模块的输出端连接，输出端与控制移相模块的反馈端连接。

如图3所示，AC/DC变换模块、DC/AC变换模块、电压取样模块、电压移相模块、控制移相模块设置于装置盒1内；装置盒上设有接线区2、旋钮区3、显示区4。接线区包括一组外接电源端钮21、一组参考电压端钮22、一组电压输出端钮23，接线区2中的外接电源端钮21与AC/DC变换模块的输入端连接、接线区2中的参考电压端钮22与电压取样模块的输入端连接、接线区2中的电压输出端钮23与DC/AC变换模块的输出端连接；显示区4包括输入电压显示41、输出电压和相位显示42，输入电压显示41、输出电压和相位显示42与控制移相模块连接；旋钮区3包括电源开关31、相位调节旋钮32、电压调节旋钮33，相位调节旋钮32、电压调节旋钮33与电压移相模块连接。如图2所示，主线路每一项通过高压熔断器接入电压互感器PT的一次侧，电压互感器PT的二次侧通过联合接线盒电压端子接入电能表DS电压端子，外部电源通过外接电源端钮21接入，以高压熔断器FUa熔断为例，此时联合接线盒电压端子XTa处于断开状态，一组参考电压端钮22的一个接口并接在联合接线盒电压端子XTb与电能表DS的B相电压端子DSb之间，一组参考电压端钮22的另一个接口并接在联合接线盒电压端子XTc与电能表DS的C相电压端子DSc之间，一组电压输出端钮23的一个接口并接在联合接线盒电压端子XTb与电能表DS的B相电压端子DSb之间，一组电压输出端钮23的另一个接口并接在联合接线盒电压端子XTa与电能表DS的A相电压端子DSa之间。

本发明工作原理如下：

外接交流电通过如图4所示的AC/DC变换模块变成直流电，TV正常电压经过图5所示的电压取样模块，通过取两个串联电阻中一个电阻两端电压进行采样获取的未断开线路的电压相位，如图6、7所示两种电压移相模块电路，通过电压移相模块设置相位偏移量，如图8所示的控制移相模块电路结合如图9所示由增强场效应晶体管及其外围电路组成的DC/AC变换模块电路将直流电转变成交流电并进行相位偏移，该交流电模拟了因某一路高压熔断器熔断后缺失的这路电压信号，该交流电直接输入进电能表相应的端子，保证电能表正常的电能采集。为了提高精确度，加入了如图10所示的由运算放大器及其外围电路组成的反馈模块电路，将输出信号的电压幅值反馈至控制移相模块，操作人员可以通过显示区的输入电压显示、输出电压和相位显示查看当前DC/AC变换模块输出的电压是否满足需求，当DC/AC变换模块输出的电压幅值小于或大于所需时，操作人员可以通过电压调节旋钮进行电压幅值调节，控制移相模块会根据调节结果控制DC/AC变换模块增大或减小输出的电压幅值；当DC/AC变换模块输出的电压相位超前或滞后所需电压相位时，操作人员可以通过相位调节旋钮相位进行调节，控制移相模块会根据调节结果控制DC/AC变换模块滞后或超前输出电压相位。

本发明电子移相式PT二次电压恢复装置的恢复方法包括如下步骤：

步骤1：将电子移相式PT二次电压恢复装置接在电能表之前，未断开线路接入电压取样模块，DC/AC变换模块输出端接入断开线路；外部交流电接入AC/DC变换模块；

步骤2：以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置滞后于未断开线路上的电压相位的偏移相位量，或以未断开线路上的电压相位为基准，通过电压移相模块设置超前于未断开线路上的电压相位的偏移相位量；

步骤3：控制移相模块根据偏移相位量、反馈模块的反馈信号控制DC/AC变换模块输出移相后的电压信号，以移相后的电压信号模拟断开线路的电压供电能表采集。

相位滞后调整和相位超前调整所对应的电压移相模块的电路不同，当相位滞后调整时，如图6所示，电压移相模块包括抽头式变压器，电压取样模块的输出端接入抽头式变压器的一次绕组，抽头式变压器的二次绕组两端之间串联可调电阻以及电容；抽头式变压器的抽头与可调电阻以及电容之间的接点作为电压移相模块的输出端；

当相位超前调整时，如图7所示，电压移相模块包括抽头式变压器，电压取样模块的输出端接入抽头式变压器的一次绕组，抽头式变压器的二次绕组两端之间串联可调电阻以及电感；抽头式变压器的抽头与可调电阻以及电感之间的接点作为电压移相模块的输出端。

当A相的高压熔断器熔断后，此时输入电能表A相的线路为断路线路，电能表获得的正常电压只有U

当C相的高压熔断器熔断后，此时输入电能表C相的线路为断路线路，电能表获得的正常电压只有U

当B相的高压熔断器熔断后，此时输入电能表B相的线路为断路线路电能表获得的正常电压只有U

上述中将以参考电压向量顺时针转动定义为滞后，将参考电压向量逆时针转动定义为超前。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。