一种电力系统向量图的绘制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力技术领域，具体是一种电力系统向量图的绘制装置及方法,包括向量采集模块、计算处理模块、图形绘制模块、序分量计算模块、功率计算模块和向量运算模块。本发明专利技术设计新颖，极大提高向量图绘制的速度、精确度，避免了人为错误，提高了工作效率，实现智能化绘制，帮助计量、继电保护等专业迅速绘制复杂向量图，实现正序、负序、零序分量的计算与绘制。当系统存在短路、断线等不对称故障时，迅速计算出负序、零序分量，为电力系统故障判断提供依据，提高故障判断及定位的速度，投资小，可大规模推广。

A Drawing Device and Method of Power System Vector Graph

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统向量图的绘制装置及方法
本专利技术涉及电力
，具体是一种电力系统向量图的绘制装置及方法。
技术介绍
电力工作中经常需要绘制向量图，在现场测向量之后，需要将各个量的相位关系绘制成向量图，尤其计量、继电保护等专业经常需要绘制向量图。继电保护专业利用向量图进行差动检测、分析不对称故障、判断二次接线是否正确、判断系统容性感性、判断相序及三相是否对称、判断变压器连接组别等；计量专业利用向量图进行电能计量、用电检查、电力稽查、装表接电等工作。目前电力系统现场工作中绘制向量图主要有两种方法：一种方法是手工绘制，工作人员测出向量幅值、角度后，手工在纸上绘制出向量图。手工绘制向量图存在绘图速度慢、不精确、易出错，且难以实现负序、零序分量计算等问题。另一种方法是利用相位测试仪绘制，使用含有绘图功能的相位测试仪测量各个电气量，并绘制向量图。这种方法投资较大，含有绘图功能的相位测试仪造价较高，若每个工作组都配备一套，将是一笔巨大的投资，因此这种方法不宜大规模推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电力系统向量图的绘制装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电力系统向量图的绘制装置，包括：向量采集模块1，与计算处理模块建立通讯连接，用于向量数据的采集并将数据输送到计算处理模块2；计算处理模块2，用于接收向量采集模块1输送的向量数据并将数据进行整理传输；图形绘制模块3，用于接收计算机处理模块2和序分量计算模块4发出的数据信息并根据数据信息进行图形绘制；序分量计算模块4，用于接收计算机处理模块2发出的序分量数据信息，并根据接收的数据信息进行计算，随后将计算结果输送到图形绘制模块3；功率计算模块5，用于接收计算机处理模块2发出的功率数据信息，并根据接收的数据信息进行计算；向量运算模块6，用于接收计算机处理模块2发出的向量数据信息，并根据接收的胡数据信心进行计算。一种电力系统向量图的绘制方法，包括以下步骤：S1、向量图绘制；S101，在APP中输入向量幅值和角度，生成向量图绘制于直角坐标系中；S102，利用三相对称系统，根据其中一相快速生成三相向量图；S103，实现相电压向量图和线电压向量图之间快速转换；S2、序分量计算；S201，在APP中输入三相电流的幅值和角度，利用对称分量法计算正序、负序、零序电流分量并绘图；S202，在APP中输入三相电压的幅值和角度，利用对称分量法计算正序、负序、零序电流分量并绘图；S3，功率计算；S301，计算三相对称系统功率；S302，计算三相不对称系统功率；S4，向量运算器；S401，向量加减法运算，在APP中输入各向量的的幅值和角度，输出运算结果；S402，数量积运算，在APP中输入各向量的的幅值和角度，输出运算结果。作为本专利技术进一步的方案：所述S101的具体实现方法为：以A相电流为例，具体步骤如下：1.1.1输入向量的幅值IA，角度θA；1.1.2计算在x轴上的投影长度IAx＝IAcosθA，在y轴上的投影长度IAy＝IAsinθA；1.1.3利用投影长度，在直角坐标系中确定的端点坐标(IAx，IAy)；1.1.4绘制从坐标原点(0，0)至点(IAx，IAy)的箭头，即向量作为本专利技术再进一步的方案：所述S102的具体实现方法为：以三相对称电流为例，具体步骤如下：1.2.1输入向量的幅值IA，角度θA；1.2.2将绘制于坐标系中，步骤同1.1.2～1.1.4；1.2.3计算在x轴上的投影长度IBx＝IAcosθA-120°，在y轴上的投影长度IBy＝IAsinθA-120°；1.2.4将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；1.2.5计算在x轴上的投影长度ICx＝IAcosθA+120°，在y轴上的投影长度ICy＝IAsinθA+120°；1.2.6将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4。作为本专利技术再进一步的方案：所述S103的具体实现方法为：绘制出向量图的基础上，由此生成具体步骤如下：1.3.1计算在x轴上的投影长度UABx＝UAx-UBx，在y轴上的投影长度UABy＝UAy-UBy；1.3.2将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；1.3.3若三相电压对称，则利用三相对称快速生成步骤同1.2.3～1.2.6；；若三相电压不对称，则进行下一步，1.3.4计算在x轴上的投影长度UBCx＝UBx-UCx，在y轴上的投影长度UBCy＝UBy-UCy；1.3.5将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；1.3.6计算在x轴上的投影长度UCAx＝UCx-UAx，在y轴上的投影长度UCAy＝UCy-UAy；1.3.7将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4。作为本专利技术再进一步的方案：所述201的具体步骤如下：2.1.1输入向量的幅值IA、角度θA，的幅值IB、角度θB，的幅值IC、角度θC；2.1.2计算正序分量在x轴上投影在y轴上投影2.1.3将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；2.1.4计算负序分量在x轴上投影在y轴上投影2.1.5将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；2.1.6计算零序分量在x轴上投影在y轴上投影2.1.7将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4。作为本专利技术再进一步的方案：所述S301的具体实现方法为：输入电流分为三种情况，输入电压分为六种情况，因此共18中计算情况，以输入和为例，具体步骤如下：3.1.1输入的幅值IA、角度θA，的幅值UBC、角度θBC；3.1.2计算有功功率3.1.3计算无功功率3.1.4计算视在功率3.1.5计算功率因数作为本专利技术再进一步的方案：所述S302的具体步骤如下：3.2.1输入电流的幅值IA、IB、IC，角度θIA、θIB、θIC，输入电压的幅值UA、UB、UC，角度θUA、θUB、θUC；3.2.2计算有功功率P＝UAIAcos(θUA-θIA)+UBIBcos(θUB-θIB)+UCICcos(θUC-θIC)；3.2.3计算无功功率Q＝UAIAsin(θUA-θIA)+UBIBsin(θUB-θIB)+UCICsin(θUC-θIC)；3.2.4计算视在功率S＝UAIA+UBIB+UCIC；3.2.5计算功率因数作为本专利技术再进一步的方案：所述S401的具体实现方法为：以3个向量求和为例，具体步骤如下：4.1.1输入向量的幅值F1、F2、F3，角度θ1、θ2、θ3；4.1.2计算和向量在x轴上投影Fx＝F1cosθ1+F2cosθ2+F3cosθ3；4.1.3计算和向量在y轴上投影Fy＝F1sinθ1+F2sinθ2+F3sinθ3；4.1.4将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4。作为本专利技术再进一步的方案：所述S402的具体实现方法如下：4.2.1输入向量的幅值F1、F2，角度θ1、θ2；4.2.2计算数量积J＝F1F2cos(θ2-θ1)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1.极大提高向量图绘制的速度、精确度，避免了人为错误，提高了工作效率，实现智能化绘制，帮助计量、继电保护等专业迅速绘制复杂向量图；2.实现正序、负序、零序分量的计算与绘制，当系统存在短路、断线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统向量图的绘制装置，其特征在于，包括：向量采集模块1，与计算处理模块建立通讯连接，用于向量数据的采集并将数据输送到计算处理模块2；计算处理模块2，用于接收向量采集模块1输送的向量数据并将数据进行整理传输；图形绘制模块3，用于接收计算机处理模块2和序分量计算模块4发出的数据信息并根据数据信息进行图形绘制；序分量计算模块4，用于接收计算机处理模块2发出的序分量数据信息，并根据接收的数据信息进行计算，随后将计算结果输送到图形绘制模块3；功率计算模块5，用于接收计算机处理模块2发出的功率数据信息，并根据接收的数据信息进行计算；向量运算模块6，用于接收计算机处理模块2发出的向量数据信息，并根据接收的胡数据信心进行计算。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统向量图的绘制装置，其特征在于，包括：向量采集模块1，与计算处理模块建立通讯连接，用于向量数据的采集并将数据输送到计算处理模块2；计算处理模块2，用于接收向量采集模块1输送的向量数据并将数据进行整理传输；图形绘制模块3，用于接收计算机处理模块2和序分量计算模块4发出的数据信息并根据数据信息进行图形绘制；序分量计算模块4，用于接收计算机处理模块2发出的序分量数据信息，并根据接收的数据信息进行计算，随后将计算结果输送到图形绘制模块3；功率计算模块5，用于接收计算机处理模块2发出的功率数据信息，并根据接收的数据信息进行计算；向量运算模块6，用于接收计算机处理模块2发出的向量数据信息，并根据接收的胡数据信心进行计算。2.一种采用权利要求1所述电力系统向量图的绘制装置的绘制方法，其特征在于，包括以下步骤:S1、向量图绘制；S101，在APP中输入向量幅值和角度，生成向量图绘制于直角坐标系中；S102，利用三相对称系统，根据其中一相快速生成三相向量图；S103，实现相电压向量图和线电压向量图之间快速转换；S2、序分量计算；S201，在APP中输入三相电流的幅值和角度，利用对称分量法计算正序、负序、零序电流分量并绘图；S202，在APP中输入三相电压的幅值和角度，利用对称分量法计算正序、负序、零序电流分量并绘图；S3，功率计算；S301，计算三相对称系统功率；S302，计算三相不对称系统功率；S4，向量运算器；S401，向量加减法运算，在APP中输入各向量的的幅值和角度，输出运算结果；S402，数量积运算，在APP中输入各向量的的幅值和角度，输出运算结果。3.根据权利要求2所述的一种电力系统向量图的绘制方法，其特征在于，所述S101的具体实现方法为：为A相电流，具体步骤如下：1.1.1输入向量的幅值IA，角度θA；1.1.2计算在x轴上的投影长度IAx＝IAcosθA，在y轴上的投影长度IAy＝IAsinθA；1.1.3利用投影长度，在直角坐标系中确定的端点坐标(IAx，IAy)；1.1.4绘制从坐标原点(0，0)至点(IAx，IAy)的箭头，即向量4.根据权利要求2所述的一种电力系统向量图的绘制方法，其特征在于，所述S102的具体实现方法为：以三相对称电流为例，具体步骤如下：1.2.1输入向量的幅值IA，角度θA；1.2.2将绘制于坐标系中，步骤同1.1.2～1.1.4；1.2.3计算在x轴上的投影长度IBx＝IAcosθA-120°，在y轴上的投影长度IBy＝IAsinθA-120°；1.2.4将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4；1.2.5计算在x轴上的投影长度ICx＝IAcosθA+120°，在y轴上的投影长度ICy＝IAsinθA+120°；1.2.6将绘制于坐标系中，步骤同1.1.3～1.1.4。5.根据权利要求2所述的一种电力系统向量图的绘制方法，其特征在于，所述S103的具体实现方法为：绘制出向量图的基础上，由此生成具体步骤如下：1.3.1计算在x轴上的投影长度UABx＝UAx-UB...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锴，郝骏春，杨晋彪，姚辉，罗长明，吴谢东，郭志锐，郑江，卫学峰，张丽丽，李学军，柴云峰，陈大欢，贺敏，原康，赵梓帆，张昕蕾，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司晋城供电公司，
类型：发明
国别省市：山西,14