配网搭接前核相仪及核相方法

摘要

本发明公开了一种配网搭接前核相仪，包括微控制器、线夹、可变色指示灯模块、主从切换开关、电压采集装置、电流采集装置、直流电源、短接继电器、正电源切换继电器、负电源切换继电器、A/D转换比较模块。使用时，将主机侧的两相短路时，在从机侧对应的相同的两相加电压时，这两相的回路里都能检测到电流的存在，而检测不到的那一相就是与主机侧未短接相的同相线路。本发明使线路两端不需要送电也能检验相序的正确性，从而避免因施工错误导致的故障及再次停电。

说明书

技术领域

本发明涉及一种配网搭接前核相仪及核相方法，属于电力检测设备技术领域。

背景技术

配网线路施工完成搭接，若相序不正确将会对电网带来较大冲击，引起故障跳闸，降低供电可靠性。所以搭接前需要对施工线路进行核相,而现有技术线路施工完成至搭接前的线路相序核对无可靠的手段，只能凭人工经验判断相位是否接错，然后搭接前用经验判断的结果进行验证。因为核相时必须要施工完成的线路两端有一端已经送电，而送电后就会有部分用户已经用电，若接线错误需要停电调整，这样可能造成再次停电，停电时长变长，从而造成用户用电不便，满意度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配网搭接前核相仪及核相方法，使线路两端不需要送电也能检验相序的正确性，从而避免因施工错误导致的故障及再次停电。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种配网搭接前核相仪，包括微控制器、线夹A、线夹B、线夹C、可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC、主从切换开关K、电压采集装置V1、电压采集装置V2、电压采集装置V3、电流采集装置A1、电流采集装置A2、电流采集装置A3、滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3、直流电源、继电器RA、继电器RB、继电器RC、正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、、正电源切换继电器VC1、负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2、第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块；

所述电压采集装置V1两端连接于线夹A、线夹B之间，所述电压采集装置V2两端连接于线夹B、线夹C之间，所述电压采集装置V3两端连接于线夹A、线夹C之间，所述电流采集装置A1的一端与线夹A相连，电流采集装置A1的另一端与滑动变阻器R1的固定端相连，所述电流采集装置A2的一端与线夹B相连，电流采集装置A2的另一端与滑动变阻器R2的固定端相连，所述电流采集装置A3的一端与线夹C相连，电流采集装置A3的另一端与滑动变阻器R3的固定端相连，所述继电器RA的一端与滑动变阻器R3的滑动端相连，继电器RA的另一端与继电器RB一端相连，继电器RB另一端与滑动变阻器R2的滑动端相连，继电器RC的一端连接于继电器RA、继电器RB之间，继电器RC的另一端连接于滑动变阻器R1的滑动端，所述正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1的常开触点的一端分别与滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3的滑动端相连，所述正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1的常开触点的另一端均与直流电源的正极相连；

所述负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2的常开触点的一端分别与滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3的滑动端相连，所述负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2的常开触点的另一端均与直流电源的负极相连；

电压采集装置V1采集的电压信号、电流采集装置A1采集的电流信号分别输入第一A/D转换比较模块，电压采集装置V2采集的电压信号、电流采集装置A2采集的电流信号分别输入第二A/D转换比较模块，电压采集装置V3采集的电压信号、电流采集装置A采集的电流信号分别输入第三A/D转换比较模块，所述第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块的比较结果输出端与微控制器数据输入端相连；

所述可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的电源输入端加电源，微控制器分别输出控制信号至可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的控制输入端，控制可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的点亮及发光颜色；

所述主从切换开关K与微控制器相连，所述继电器RA、继电器RB、继电器RC、正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、、正电源切换继电器VC1、负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2各自配置一个MOSFET管，所述继电器RA线圈、继电器RB线圈、继电器RC线圈、正电源切换继电器VA1线圈、正电源切换继电器VB1线圈、正电源切换继电器VC1线圈、负电源切换继电器VA2线圈、负电源切换继电器VB2线圈、负电源切换继电器VC2线圈的一端与电源VCC相连，继电器RA线圈、继电器RB线圈、继电器RC线圈、正电源切换继电器VA1线圈、正电源切换继电器VB1线圈、正电源切换继电器VC1线圈、负电源切换继电器VA2线圈、负电源切换继电器VB2线圈、负电源切换继电器VC2线圈的另一端分别与各自配置的MOSFET管的D极相连，各MOSFET管的S极接地，各MOSFET管的G极分别与微控制器相连。

一种配网搭接前核相仪的核相方法，包括以下步骤：

主机的线夹A、线夹B、线夹C分别与固定相序端的A、B、C三相相连，主机和从机开机后，主机可变色指示灯LA模块、可变色指示灯LB模块、可变色指示灯LC模块分别点亮为黄、绿、红三色；主机侧短接B、C两相，从机开启判别程序，判别程序结束后，从机将无电流一相的可变色指示灯模块点亮为黄色灯，然后从机侧在有电流相和无电流相之间加脉冲电压n秒，n秒后从机进入下一个判别程序；

主机收到脉冲电压信号后，断开B、C两相短路连接，改为短接A、C两相，从机开启判别程序，判别程序结束后，从机将无电流一相的可变色指示灯模块点亮为绿色灯，然后从机侧在有电流相和无电流相之间加脉冲电压信号n秒，n秒后从机进入下一个判别程序；

主机收到脉冲电压信号后，断开A、C两相短路连接，改为短接A、B两相，从机开启判别程序，从机判别程序结束后，从机将无电流一相的可变色指示灯模块点亮为红色灯，然后从机侧在有流相和无流相之间加脉冲电压n秒，n秒后从机结束程序，主机收到脉冲电压信号后，结束程序；

从机判别方法为：在主机短接某两相的状态下，从机依次在AB两相间、BC两相间、AC两相间施加电压，检测A、B、C各相有无电流，顺序排查3次，无电流相即为该次主机未短接相，从机点亮与该相连接的线夹对应的可变色指示灯模块，并显示相应颜色，A相对应黄色，B相对应绿色，C相对应红色。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述配网搭接前核相仪，可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的内部结构为：包括一个红绿双色发光二极管、二个限流电阻、二个MOSFET管，红绿双色发光二极管型号为LTST-C195KGJRKT，红绿双色发光二极管的阳极接电源正极，红绿双色发光二极管的两个阴极分别串联各自配置的限流电阻后，分别接各自配置的MOSFET管的D极，二个MOSFET管的S极均接地，二个MOSFET管的G极分别与微控制器的控制端口相连。

前述配网搭接前核相仪，第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块的内部结构为：包括A/D转换器、比较器，所述A/D转换器的输出端与比较器的输入端相连，比较器的比较输入端输入比较基准信号，比较器的输出端输出比较结果至微控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使线路两端不需要送电也能检验相序的正确性，从而避免因施工错误导致的相序故障及再次停电。核相方法简便，指示明确，准确率高。

附图说明

图1是本发明的核相仪电路原理图；

图2是本发明核相仪控制电路原理图；

图3是主机、从机连线图；

图4是主机程序流程图；

图5是从机程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的设计的基础依据为：

在搭接线路的两端(开关柜或架空线路上)，被搭接的对象肯定有明确的ABC三相指示：

开关柜内：搭接的桩头的绝缘皮由黄绿红的颜色标识或其他标识，即使没有标识通过相邻运行间隔开关柜后门的观察窗也能看到其他相邻出线间隔的相序排列情况，所以说开关柜侧的相序是可以确定的。架空线路：电流由变电站流出的方向上，从左至右的顺序依次为A、B、C三相，所以说运行线路的相序也是可以确定的。

如图1、2所示，配网搭接前核相仪包括微控制器、线夹A、线夹B、线夹C、可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC、主从切换开关K、电压采集装置V1、电压采集装置V2、电压采集装置V3、电流采集装置A1、电流采集装置A2、电流采集装置A3、滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3、直流电源、继电器RA、继电器RB、继电器RC、正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、、正电源切换继电器VC1、负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2、第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块。

所述电压采集装置V1两端连接于线夹A、线夹B之间，所述电压采集装置V2两端连接于线夹B、线夹C之间，所述电压采集装置V3两端连接于线夹A、线夹C之间，所述电流采集装置A1的一端与线夹A相连，电流采集装置A1的另一端与滑动变阻器R1的固定端相连，所述电流采集装置A2的一端与线夹B相连，电流采集装置A2的另一端与滑动变阻器R2的固定端相连，所述电流采集装置A3的一端与线夹C相连，电流采集装置A3的另一端与滑动变阻器R3的固定端相连，所述继电器RA的一端与滑动变阻器R3的滑动端相连，继电器RA的另一端与继电器RB一端相连，继电器RB另一端与滑动变阻器R2的滑动端相连，继电器RC的一端连接于继电器RA、继电器RB之间，继电器RC的另一端连接于滑动变阻器R1的滑动端，所述正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1的常开触点的一端分别与滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3的滑动端相连，所述正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1的常开触点的另一端均与直流电源的正极相连。滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3起限流作用。电压采集装置、电流采集装置可以采用常用的电压互感器、电流互感器等实现。

所述负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2的常开触点的一端分别与滑动变阻器R1、滑动变阻器R2、滑动变阻器R3的滑动端相连，所述负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2的常开触点的另一端均与直流电源的负极相连。

电压采集装置V1采集的电压信号、电流采集装置A1采集的电流信号分别输入第一A/D转换比较模块，电压采集装置V2采集的电压信号、电流采集装置A2采集的电流信号分别输入第二A/D转换比较模块，电压采集装置V3采集的电压信号、电流采集装置A采集的电流信号分别输入第三A/D转换比较模块，所述第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块的比较结果输出端与微控制器数据输入端相连。第一A/D转换比较模块、第二A/D转换比较模块、第三A/D转换比较模块的内部结构为：包括A/D转换器、比较器，所述A/D转换器的输出端与比较器的输入端相连，比较器的比较输入端输入比较基准信号，比较器的输出端输出比较结果至微控制器。A/D转换器将模拟电压、电流信号量转换为数字量，配合74LS460比较芯片，比较采集的数字量和允许误差值的大小，与设置允许误差值(如0.01V、0.01A)进行比较，大于则输出结果1，否则输出0。A/D转换比较模块用于判断有无电压、电流信号。

所述可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的电源输入端加电源，微控制器分别输出控制信号至可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的控制输入端，控制可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的点亮及发光颜色。可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC的内部结构为：包括一个红绿双色发光二极管、二个限流电阻、二个MOSFET管，红绿双色发光二极管型号为LTST-C195KGJRKT，双色发光二极管可实现红色、绿色、红色+绿色＝黄色，三色发光。红绿双色发光二极管的阳极接电源正极，红绿双色发光二极管的两个阴极分别串联各自配置的限流电阻后，分别接各自配置的MOSFET管的D极，二个MOSFET管的S极均接地，二个MOSFET管的G极分别与微控制器的控制端口相连。微控制器的控制端根据核相结果，输出信号至相应红绿双色发光二极管的起控制作用的MOSFET管的G极，点亮指示灯并显示相应颜色。

所述主从切换开关K与微控制器相连，主从切换开关K用于设定配网搭接前核相仪的主机、从机状态。所述继电器RA、继电器RB、继电器RC、正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1、负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2各自配置一个MOSFET管，所述继电器RA线圈、继电器RB线圈、继电器RC线圈、正电源切换继电器VA1线圈、正电源切换继电器VB1线圈、正电源切换继电器VC1线圈、负电源切换继电器VA2线圈、负电源切换继电器VB2线圈、负电源切换继电器VC2线圈的一端与电源VCC相连，继电器RA线圈、继电器RB线圈、继电器RC线圈、正电源切换继电器VA1线圈、正电源切换继电器VB1线圈、正电源切换继电器VC1线圈、负电源切换继电器VA2线圈、负电源切换继电器VB2线圈、负电源切换继电器VC2线圈的另一端分别与各自配置的MOSFET管的D极相连，各MOSFET管的S极接地，各MOSFET管的G极分别与微控制器相连。继电器RA、继电器RB、继电器RC用于测试时将两相短接，如AB两相短接时将RA、RB两继电器线圈通电，RA、RB两继电器常开节点闭合即可实现。直流电源用于测试时加压及输出脉冲电压。正电源切换继电器VA1、正电源切换继电器VB1、正电源切换继电器VC1、负电源切换继电器VA2、负电源切换继电器VB2、负电源切换继电器VC2根据不同动作组合可以在两相之间加压，并且可以改变电压方向。如AB两相加压时，将VA1、VB2两继电器通电，VA1、VB2两继电器常开节点闭合即可实现。施加电压或施加脉冲信号时不得同时施加，即保证直流电压与脉冲电压不能同时存在，某两相加压时除加压所需的常开节点闭合，其他常开节点都应断开。

配网搭接前核相仪的使用方法包括以下步骤：如图3所示，两套配网搭接前核相仪配合使用，分别为主机和从机，主机的线夹A、线夹B、线夹C分别与固定相序端的A、B、C三相相连，从机在线路另一端进行测量，从机的线夹A、线夹B、线夹C分别与测量端未知相序的线路端相连，从机判别程序原理为：如果将主机侧的两相短接时，若在从机侧对应的相同的两相加电压时，这两相的回路里都能检测到电流的存在，而检测不到的那一相就是与主机侧未短接相的同相线路。完成三次相间(AC相、AB相、BC相)排查，然后将三次排查中未出现电流的那相定义为无流相，作为输出结果，点亮该项对应的灯泡及表示该相的颜色。从机的可变色指示灯模块LA、可变色指示灯模块LB、可变色指示灯模块LC根据核相结果显示黄、绿、红三色，黄色表示A相，绿色表示B相、红色表示C相，根据显示颜色判定A、B、C三相，核相完成。

如图4所示，其工作过程具体如下：主机和从机开机后，主机点亮黄绿红三个灯泡，从机将次数N清零。主机短接BC两相，从机开启判别程序，判别程序结束后，从机将无流相的黄灯点亮，然后从机侧在有流相和无流相间加脉冲电压5秒，5秒后从机进入下一个判别程序。主机收到脉冲信号后，断开现在的短路连接，改为短接AC两相，从机判别程序结束后，从机将无流相的绿灯点亮，然后从机侧在有流相和无流相间加脉冲电压5秒，5秒后从机进入下一个判别程序。主机收到脉冲信号后，断开现在的短路连接，改为短接AB两相，从机判别程序结束后，从机将无流相的红灯点亮，然后从机侧在有流相和无流相间加脉冲电压5秒，5秒后从机结束程序。主机收到脉冲信号后，结束主机程序。当三次加压过程中有且仅有一次加压出现加压的两相有电流时才可以确定结果，否则判程序出错，中止进程。

为了防止在从机开机后，主机才开机，因为检测不到电流而造成程序错误，在从机侧设置计次数N来控制，要求判别程序使从机检测到电流后开始计数，只有检测到电流才能让N+1，次数N才能增加，只有当N＝1时，排查结果才算有效的结果，否则无效不被系统采用。完成三次相间(AC相、AB相、BC相)排查后才允许将三次排查中未出现电流的那相定义为无流相，作为输出结果，点亮该项对应的灯泡及颜色。

从机判别程序原理为：当主机侧的两相短路时，在从机侧对应的相同的两相加电压时，这两相的回路里都能检测到电流的存在，而检测不到的那一相就是与主机侧未短接相的同相线路。

如图5所示，从机判别方法为：在主机短接某两相的状态下，从机依次在AB两相间、BC两相间、AC两相间施加电压，检测A、B、C各相有无电流，顺序排查3次，无电流相即为该次主机未短接相，从机点亮与该相连接的线夹对应的可变色指示灯模块，并显示相应颜色，A相对应黄色，B相对应绿色，C相对应红色。

为避免检测误差造成的影响造成N不为1的情况出现，设置计数S，只有在三次轮流加压后结果异常(N不为1)才能S+1，当S＝3时，即完成了3轮有效的排查，结果均异常，报告警信号并终止程序。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。