浅谈电力网络定相系统的原理应用

浅谈电力网络定相 系统的原理 应用

陈延华 1 ， 李燕霞 2 ， 马广俊 1 ， 孙振华 1 ， 卢明鹏 1

（ 1 、 胜利油田电力分公司胜东 供电管理区； 2 、 胜利油田电力分公司胜南 供电管理区）

【摘要】核相工作在输配电线路新建、改建和抢修等工程中是非常重要的环节，安全、快速、准确的进行核相，能够缩短停电时间，提高电力线路施工安全性，降低设备、人身安全风险。因此核相工作是供电部门需要直接面对和解决的问题。本文介绍了在输配电线路的网络定相系统，有效的提高了核相的准确性和快速性，提高了供电可靠性，确保输配电设备、人身安全，以及电网安全、可靠、稳定运行。

【关键词】电力线路 网络定相 安全供电

1. 电力网络定相系统的产生背景

10kV、35kV等变电站一般距离终端用户距离较远，且有可能经过架空线、电缆等混合线路，从而造成变电站出线侧的ABC相序与用户侧的ABC相序不一致，用户往往也无法真实区分实际的相序，一般只能通过电机正反转来确定顺序，然后假定这是ABC相。长距离架空线，为了各相对地分布电容的平衡，也会进行换相处理，从而导致相序和位置不对应，给相序标注带来困难。以往的相序标注往往采用人工目视，即从变电站出发，沿架空线路人工目视线路，一但经过电缆，便无能为力。

环网柜合环、多线路联合供电时，必须进行核相；一旦接线错误将引起相间短路事故。目前核相设备只能在小范围内核定是否同相，不能测量出具体是ABC哪一相。因此需要设计一种网络定相系统，能够对输配电线路进行相序识别和标注很有必要。

2. 电力网络定相系统的原理

图1

图2 图3 图4

网络定相系统的原理，由基站、卫星定位系统、主站服务器、手持机、传感器组成，基站定时采集某一区域线路的相位信号作为标准信号，并上传到主站服务器；卫星定位系统提供卫星授时或守时；传感器用于采集被测线路数据信号并发送到手持机；手持机向主站服务器申请同一时刻的基站的数据，通过比对两个相位数据，即可计算出所测量线路的真实相位。

基站包括隔离降压整流整形单元、卫星定位系统单元、基准信号处理单元和上传模块，降压整流整形单元的输入端连接220V输入的电源，通过降压整流整形单元实现隔离、整流、滤波整形得到工频方波信号，工频方波信号连接基准信号处理单元的一输入端，基准信号处理单元的另一输入端连接卫星定位系统单元，用于测量北斗1PPS脉冲，基准信号处理单元将1PPS脉冲与工频方波上升沿的时间，并结合工频的具体值，即可得到该时刻基站测量的相位信号，该相位信号连接至上传模块，用于上传到服务器。卫星定位系统单元为北斗和GPS双模卫星授时模块；基准信号处理单元为单片机微处理器；模块为GSM或CDMA模块。

传感器包括感应单元、滤波整形单元和通信单元，来自感应单元的被测线路的电源通过滤波整形单元后得到工频方波信号，该工频方波信号连接至通信单元，用于无线连接手持机。

感应单元采用钩式和/或针式设计，钩挂和/或针穿在被测线路上；所述通信单元为无线发送模块，其频率为315 MHz或433MHz。

手持机包括服务器信号接收单元、信号比较处理器、传感器信号接收单元和数据显示单元，服务器信号接收单元用于接收存储在服务器上基站测量的相位信号，传感器信号接收单元用于接收来自传感器的工频方波信号，信号比较处理器将基站测量的相位信号与工频方波信号相比对，若两者之差在0±X度之内，则传感器测量的是A相，如在120±X度之内，则测量的是B相，若两者之差在240±X度之内，则测量的是C相，这些信号值由数据显示单元显示。

服务器信号接收单元为GSM或CDMA模块；传感器信号接收单元为无线接收模块，其频率为315 MHz或433MHz；X是允许的误差范围，取X=45度。

定相基站固定安装于某特定变电站，基站电源为AC100—240V， 50—60Hz；基站信号输入为AC220V，50Hz；基站内置有北斗+GPS双模卫星授时模块、GSM模块、433MHz无线通讯模块，准确的按照卫星秒脉冲对电网三相系统电信号的A、B、C三相相序和相位进行实时自动监测，通过有线网、移动通信网络两种通信方式，基站定时采集某一区域线路的相位信号，并将其作为标准信号上传到主站服务器作为参考标准源；采用高防护铝箱，防水防尘，可用于户内和户外；可根据系统工作状态自动休眠，以节约网络流量；为全网通制式；多个定相基站可组成基站群，互为备份、增强系统可靠性。

手持机为工作人员随身携带，采用高亮彩色液晶显示屏，实时显示工作模式、测量或设置参数及显示手持机、传感器、卫星信号状态等信息；采用18650锂电池，3.7V、容量6700mAH；内置有北斗+GPS双模卫星授时模块、GSM模块、433MHz无线通讯模块，与服务器及传感器通讯并传输数据，支持接收GPS 或北斗授时卫星信号进行时间同步，当卫星信号不稳定或丢失后，手持机会在一定时间内，自动利用内置极高精度时钟进行守时，以替代卫星授时；与传感器通信距离最大40米；测量时传感器采集被测线路信号并发送到手持机，手持机向服务器申请同一时刻的定相基站的数据，通过比对两个相位数据，就可以计算出所测量线路的真实相位；手持机带向量图和大字显示，方便直观；手持机显示详细信息，方便专业人员进行数据判定；手持机具有自动关机功能，无操作一定时间后将自动关机。

3. 多功能电缆测试系统的有益效果

1、创新性的采用北斗+GPS双模卫星授时系统作为整个系统的时间基准，提高了测量精度，解决了传统设备无高精度时间基准的问题；

2、采用移动通信网络进行通信，并采用服务器进行数据中转，测量范围几乎不受影响，解决了传统设备只能测量相临线路，不能远距离测量的问题；

3、创新性的内置高精度时钟，可在无北斗卫星信号地方工作，扩大了使用范围；

4、通过创新型的软件算法，可在无移动网络信号的地方进行测量；

5、高压测量部分通过无线传感器进行感应测量，提高了安全性。

四、电力定相系统的应用和前景

网络定相系统，创新性的采用北斗+GPS双模卫星授时系统作为整个系统的时间基准，提高了测量精度，解决了传统设备无高精度时间基准的问题；采用移动通信网络进行通信，并采用服务器进行数据中转，测量范围几乎不受影响；解决了传统设备只能测量相临线路，不能远距离测量的问题；创新性的内置高精度时钟，可在无北斗卫星信号地方工作，扩大了使用范围；；通过创新型的软件算法，可在无移动网络信号的地方进行测量；高压测量部分通过无线传感器进行感应测量，提高了安全性，此装置应用前景广阔，应用效果良好。

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