调试用于支路监测系统的电压传感器和支路电流传感器的方法和设备技术方案

本申请提供了用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统的系统和方法，其被配置成使用电压和电流之间的相位角识别支路电流传感器的相位关联和极性。还提供了用于使用有功和无功功率测量值验证支路电流传感器的相位关联和极性确定的系统和方法。

The method and equipment for debugging the voltage and branch current sensors used in the branch monitoring system

This application provides a system and method for branch current monitoring system configured for 2 phase Y, single-phase 3 wire or single phase 2 wire wiring. It is configured to identify phase correlation and polarity of branch current sensor by phase angle between voltage and current. A system and method for determining the phase correlation and polarity of a branch current sensor using the measured values of active and reactive power are also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调试用于支路监测系统的电压传感器和支路电流传感器的方法和设备相关申请交叉引用本申请要求于2015年5月27日申请的美国专利申请序号14/722,481的优先权并要求其权益，该申请通过引用被并入本文中。
公开的构思一般涉及多相电力系统中的电力仪表或电能表，并且更具体地涉及在多相电力系统中使用的支路监测系统的不同布线配置中电压传感器和电流传感器的调试和诊断。
技术介绍
在支路监测系统中，维修面板通常有若干母线，母线的多相电压能够使用电压传感器测量。此外，面板还具有在母线上的多个主电流传感器。而且，维修面板可以具有分支和关联的支路电流传感器。为了进行适当的计量，这些电压和电流传感器被适当地配置是很重要的。不适当的配置通常包括接线到错误相的电压传感器，与错误相关联的支路电流传感器或不适当分组的支路电流传感器。用于调试和诊断支路监测系统的传统方法基于对系统的物理布局的了解和由电压和电流传感器测量的值，这些值用来计算有功、无功和视在功率的值。支路电流传感器基于物理布局分组，用来计算支路功率。未能了解系统的物理布局常常导致不正确的配置。不正确的配置可能产生相似的有功、无功、视在和支路功率值。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统的方法，其中，所述支路电流监测系统具有至少第一相。所述方法包括：使用与所述第一相关联的电压传感器获得电压测量值；使用支路电流传感器获得电流测量值，其中，所述支路电流传感器用于测量所述第一相的相电流；确定所述电压测量值和所述电流测量值之间的相位角；以及使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性。在另一实施例中，提供了一种用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统的支路仪表模块，其中，所述支路电流监测系统具有至少第一相。所述支路仪表模块包括控制系统，其中，所述控制系统存储并被构造成执行若干例程。所述若干例程被构造成：从与所述第一相关联的电压传感器接收电压测量值；从支路电流传感器接收电流测量值，其中，所述支路电流传感器用于测量所述第一相的相电流；确定所述电压测量值和所述电流测量值之间的相位角；以及使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性。在另一实施例中，提供了一种用于具有至少第一相、被构造成测量所述第一相的主电流的主电流传感器和被构造成测量所述第一相的主电压的主电压传感器的电力系统的方法。所述方法包括：使用由所述主电压传感器测量的电压和由支路电流传感器测量的电流之间的相位角，识别多个支路电流传感器中的每一个与所述第一相关联；以及通过以下确定所述多个支路电流传感器中的每一个是否已经被适当地识别为与所述第一相关联：使用由所述主电压传感器测量的电压和由所述支路电流传感器测量的电流，确定所述多个支路电流传感器的总支路有功功率量和总支路无功功率量；使用由所述主电流传感器和所述主电压传感器获得的测量值，确定所述第一相的总的主有功功率量和总的主无功功率量；以及将所述总支路有功功率量与所述总的主有功功率量比较，将所述总支路无功功率量与所述总的主无功功率量比较。在又一实施例中，提供了一种用于具有至少第一相、被构造成测量所述第一相的主电流的主电流传感器和被构造成测量所述第一相的主电压的主电压传感器的电力系统的支路仪表模块。所述支路仪表模块包括控制系统，其中，所述控制系统存储并被构造成执行若干例程。所述若干例程被构造成：使用由所述主电压传感器测量的电压和由支路电流传感器测量的电流之间的相位角，识别多个支路电流传感器中的每一个与所述第一相关联；以及通过以下确定所述多个支路电流传感器中的每一个是否已经被适当地识别为与所述第一相关联：使用由所述主电压传感器测量的电压和由所述支路电流传感器测量的电流，确定所述多个支路电流传感器的总支路有功功率量和总支路无功功率量；使用由所述主电流传感器和所述主电压传感器获得的测量值，确定所述第一相的总的主有功功率量和总的主无功功率量；以及将所述总支路有功功率量与所述总的主有功功率量比较，将所述总支路无功功率量与所述总的主无功功率量比较。附图说明通过结合附图阅读下面对优选实施例的描述，可以获得对公开的构思的全面理解，附图中：图1A和图1B是根据可以实现公开的构思的一个非限制示例性实施例的支路监测系统的示意图；图2是示例性3相4线Y形布线配置的电路图；图3是示例性3相3线三角形布线配置的电路图；图4是示例性3相4线三角形布线配置的电路图；图5是示例性3相拐角接地三角形布线配置的电路图；图6是示例性2相Y形布线配置的电路图；图7是示例性单相3线布线配置的电路图；图8是根据由图1A和1B的支路监测系统或在其中实现的示例性实施例用于电流传感器诊断的方法和设备的总体架构的示意图；图9是在具有3相平衡电压的3相电力系统中的VAN、VBN、VCN和VAB、VBC、VCA的相量图；图10A是示出根据公开的构思的一个实施例的电压VAn、VBn和电流测量值IA、IB之间的关系的相量图；图10B是示出根据公开的构思的一个实施例的电压测量值VAN、VBN、VCN和电流测量值IA、IB之间的关系的相量图；图11是根据公开的构思的一个实施例的电压VAn、VBn和电压测量值VAN、VBN、VCN的相量图；图12是示出根据公开的构思的一个实施例的电压测量值VAN、VBN和电流测量值IA、IB之间的关系的相量图；以及图13是示出根据公开的构思的一个实施例的电压测量值VAN和电流测量值IA之间的关系的相量图。具体实施方式如本文中使用的两个或更多个零件“耦连”在一起的表述表示这些零件或者直接接合在一起或者通过一个或多个中间零件接合。如本文中使用的术语“若干”意味着1或大于1的整数(即多个)。如本文中使用的术语“处理器”表示能够存储、检索和处理数据的可编程模拟和/或数字装置；计算机；工作站；个人计算机；数字信号处理器；微处理器；微控制器；微型计算机；中央处理单元；控制器；主机计算机；小型计算机；服务器；联网处理器；或任何适当的处理装置或设备。在一方面，公开的构思提供在对于多相电力系统中的保护继电器或电力仪表或电能表的不同布线配置中诊断电流传感器极性和相位关联的方法和设备。所述方法和设备监测电压和电流波形之间的相位角，并使用监测的相位角诊断不同的布线配置中电流传感器的极性和相位关联。电压和电流是分别通过电压和电流传感器测量的，测量的电压和电流由模数转换器转换成相应的离散时间电压和电流样本。计算每相的电压和电流之间的相位角，并基于该相位角诊断在不同的布线配置下电流传感器的极性和相位关联。诊断结果被输出以指示确定的极性和相位关联。诊断结果可以被存储并且可以用于故障检修或其它诊断目的。在另一方面，公开的构思提供基于有功功率和无功功率计算验证支路电流传感器诊断的方法和设备。在又一方面，公开的构思提供基于确定的电力系统的特定的电压比检测电力系统的布线配置的方法和设备。在再一方面，公开的构思提供用于诊断电力系统中的电压交换条件的方法和设备。在本文中详细地描述根据各个示例性实施例的公开的构思的这些方面中每一方面的细节。图1A和图1B是根据可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统(2)的方法，其中，所述支路电流监测系统具有至少第一相，所述方法包括：使用与所述第一相关联的电压传感器(24)获得电压测量值；使用支路电流传感器(34)获得电流测量值，其中，所述支路电流传感器用于测量所述第一相的相电流；确定所述电压测量值和所述电流测量值之间的相位角；以及使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 US 14/7224811.一种用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统(2)的方法，其中，所述支路电流监测系统具有至少第一相，所述方法包括：使用与所述第一相关联的电压传感器(24)获得电压测量值；使用支路电流传感器(34)获得电流测量值，其中，所述支路电流传感器用于测量所述第一相的相电流；确定所述电压测量值和所述电流测量值之间的相位角；以及使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支路电流监测系统使用2相Y形或单相3线布线配置，其中，所述支路电流监测系统具有第一相和第二相，并且其中，所述的使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性包括：响应于所述相位角满足所述规则中的第一个，确定所述支路电流传感器为如下中的一项：(i)与具有正极性的第一相关联或(ii)与具有翻转极性的第二相关联；或响应于所述相位角满足所述规则中的第二个，确定所述支路电流传感器为如下中的一项：(i)与具有翻转极性的第一相关联或(ii)与具有正极性的第二相关联。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述支路电流监测系统使用2相Y形布线配置，其中，所述规则中的所述第一个包括所述相位角在第一范围或第二范围内，并且所述规则中的所述第二个包括所述相位角在第三范围内。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一范围大于或等于0°并且小于20°，其中，所述第二范围大于320°并且小于360°，并且其中，所述第三范围大于140°并且小于200°。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述支路电流监测系统使用2相Y形布线配置，其中，所述规则中的所述第一个包括所述相位角在第一范围内，并且所述规则中的所述第二个包括所述相位角在第二范围内。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一范围大于20°并且小于80°，并且其中，所述第二范围大于200°并且小于260°。7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述支路电流监测系统使用单相3线布线配置，其中，所述规则中的所述第一个包括所述相位角在第一范围或第二范围内，并且所述规则中的所述第二个包括所述相位角在第三范围内。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一范围大于或等于0°并且小于50°，其中，所述第二范围大于350°并且小于360°，并且其中，所述第三范围大于170°并且小于230°。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支路电流监测系统使用单相2线布线配置，并且其中，所述的使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性包括：响应于所述相位角满足所述规则中的第一个，确定所述支路电流传感器与具有正极性的第一相关联；或响应于所述相位角满足所述规则中的第二个，确定所述支路电流传感器与具有翻转极性的第一相关联。10.一种用于使用2相Y形、单相3线或单相2线布线配置的支路电流监测系统(2)的支路仪表模块(14)，其中，所述支路电流监测系统具有至少第一相，所述支路仪表模块包括：控制系统(16，18)，其中所述控制系统存储并被构造成执行若干例程，所述若干例程被构造成：从与所述第一相关联的电压传感器(24)接收电压测量值；从支路电流传感器接收电流测量值，其中，所述支路电流传感器用于测量所述第一相的相电流；确定所述电压测量值和所述电流测量值之间的相位角；以及使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性。11.根据权利要求10所述的支路仪表模块，其中，所述支路电流监测系统使用2相Y形或单相3线布线配置，其中，所述支路电流监测系统具有第一相和第二相，并且其中，所述例程被构造成通过以下步骤使用所述相位角和包括多个预定规则的规则集，以识别所述支路电流传感器的至少一个相位关联和至少一个极性：响应于所述相位角满足所述规则中的第一个，确定所述支路电流传感器为如下中的一项：(i)与具有正极性的第一相关联或(ii)与具有翻转极性的第二相关联；或响应于所述相位角满足所述规则中的第二个，确定所述支路电流传感器为如下中的一项：(i)与具有翻转极性的第一相关联或(ii)与具有正极性的第二相关联。12.根据权利要求10所述的支路仪表模块，其中，所述支路电流监测系统使用2相Y形布线配置，其中，所述规则中的所述第一个包括所述相位角在第一范围或第二范围内，并且所述规则中的所述第二个包括所述相位角在第三范围内。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·林，B·Z·扎雷姆斯基，高智，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国,US