[發明專利]一種消除PT二次回路壓降的電路和方法

有效

• 申請號: 201410573106.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104331115A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李鵬程;肖永;王玉萍;楊沁暉;錢坤
• 申請（專利權）人: 錢坤;貴州電力試驗研究院
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及電力行業，特別是一種基于電壓跟隨器原理實現的消除PT二次回路壓降的電路和方法。

背景技術

DL/T448-2000《電能計量管理技術管理規程》中規定了各類電能計量裝置PT二次回路壓降的允許范圍。PT二次回路壓降在電力計量系統中是個老大難問題，近年來已有解決問題研究成果陸續報道，主要有以下幾種方法：

(1)減小二次回路導線阻抗。增大PT二次回路導線截面、減小導線長度，減小回路中元器件接點接觸電阻。

(2)減小PT二次回路電流，如采用專用的PT二次計量回路。

(3)在PT端將電信號轉化為數字信號以光纖傳輸，在電能表端將數字信號轉換成模擬信號供電能表使用以消除二次回路壓降。

(4)引入補償裝置抵消PT二次回路壓降引起的比差和角差。補償裝置有定值補償器、電流跟蹤式補償器、電壓跟蹤式補償器等。以電壓跟蹤式補償器為例，實時測量PT二次端電壓和電能表計端電壓，補償器產生一個與PT二次回路壓降大小相等、方向相反的電壓疊加于PT二次回路,使壓降等效為零。

方法(1)(2)是常用方法，但是二次回路導線阻抗仍然存在，并且隨時間的推移，回路中元器件接點的氧化使接觸電阻變大，壓降隨之增大，難以根本解決問題。

方法(3)前端電壓測量的準確性、數模轉換的同步性、準確度是該方法的難點，很多場合需要比對，實施代價高。

方法(4)補償器需要鋪設電纜獲取比較信號，存在一定的電磁干擾，補償電壓還存在諧波問題，存在過補償的風險。

無論采用什么方法，必須保證計量的準確性，符合計量法與現行的《電能計量管理技術管理規程》規定，體現公正性。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種消除PT二次回路壓降的電路和方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種消除PT二次回路壓降的電路，在PT二次回路中，于電壓互感器出口端處并聯一組電阻模塊；于所述二次回路中電能表接線端子處串聯一組電壓跟隨器模塊；所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊連接一投切模塊，由投切模塊控制電阻模塊和電壓跟隨器模塊在電壓互感器和電能表之間的二次回路中同時處于連接或者斷開狀態。

本發明電路中，所述電阻模塊的阻抗Zx符合以下公式：

Zx＝Z+Z²/Zin，

其中Z表示電能表阻抗，Zin表示電壓跟隨器模塊輸入端的阻抗，為向量長度值。

本發明電路中，所述電壓跟隨器模塊采用運放電壓跟隨器。

本發明電路中，所述電壓跟隨器模塊的輸入端和輸出端連接監控模塊監控其工作狀態。

本發明電路中，所述CPU監控模塊監控電壓跟隨器模塊輸出端負荷、電壓跟隨器模塊溫度。

所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監控模塊監測電源模塊的溫度。

本發明還公開了一種消除PT二次回路壓降的電路方法，包括PT二次回路和電能表，在所述二次回路中電壓互感器和電能表之間并聯電阻模塊和串聯電壓跟隨器模塊，所述電壓跟隨器模塊由一個CPU監控模塊監控工作狀態，所述電阻模塊和電壓跟隨器模塊通過一個投切模塊控制是否連接在電壓互感器和電能表之間的二次回路中；當監控模塊檢測到任何一相電壓跟隨器故障，任何一相電壓跟隨器輸入輸出電壓比越限，跟隨器后端過負荷、斷路，跟隨器輸入電壓越限，電壓跟隨器模塊過溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復電壓互感器和電能表直接連接工作狀態。

本發明方法中，所述電阻模塊的阻抗Zx的設置公式為：

Zx＝Z+Z²/Zin，

其中Z表示電能表阻抗，Zin表示電壓跟隨器模塊輸入端的阻抗，為向量長度值。

所述投切模塊、電壓跟隨器模塊由電源模塊供電，所述監控模塊監測電源模塊的溫度，電源模塊超過安全溫度時，控制投切模塊將電阻模塊和全部電壓跟隨器模塊同時從PT電壓互感器二次回路中切除，瞬間恢復電壓互感器和電能表直接連接工作狀態。

本發明中，電阻模塊、投切模塊、電壓跟隨器模塊、監控模塊、溫度模塊、電源模塊、通訊模塊、顯示模塊可以整合為一個快速接入原有電路的壓降消除成套裝置。

與現有壓降消除技術比較,本發明方法有以下優勢：

1、本發明方法對PT二次回路壓降消除準確，等同于電能表直接獲得PT出口端電壓，不會產生抬升PT二次出口電壓問題。

2、本發明方法對PT精度不產生影響，不影響計量綜合誤差。