本實(shí)用新型涉及一種絕對相序測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在中、低壓三相交流電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于三相線路導(dǎo)線排列、換位不一致，或者由于三相導(dǎo)線在設(shè)備上接線錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致變電站與配電變壓器之間、不同配電變壓器之間的銘牌所標(biāo)識的相序名稱與其實(shí)際電壓相位不一致，從而導(dǎo)致維護(hù)管理上的混亂，并極可能由此產(chǎn)生設(shè)備或人身事故?，F(xiàn)有技術(shù)通常采用核相儀來核對兩個(gè)不同帶電導(dǎo)體是同相還是異相，但這種方式并不能確定帶電導(dǎo)體各相的相序名稱，且這種方式通常選擇靠近電源側(cè)的帶電導(dǎo)體作為參考物，而此帶電導(dǎo)體的相序名稱可能已經(jīng)發(fā)生錯(cuò)誤，因此需要找到更為可靠的參考物來進(jìn)行相序及相序名稱的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種絕對相序測量系統(tǒng)，以變電站內(nèi)母線相序?yàn)榛鶞?zhǔn)，來確定屬于該變電站供電范圍的任意線路的相序名稱，方法簡單有效，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種絕對相序測量系統(tǒng)，包括用于獲取變電站母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱的基準(zhǔn)測量裝置、用于獲取變電站供電范圍內(nèi)支線相電壓數(shù)據(jù)的測量終端、與基準(zhǔn)測量裝置通信連接用于存儲母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱的服務(wù)器，測量終端通過無線通信網(wǎng)與服務(wù)器連接，用于從服務(wù)器獲取母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱，并根據(jù)支線相電壓數(shù)據(jù)、母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱來確定支線各相的相序名稱。

本實(shí)用新型還可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種絕對相序測量系統(tǒng)，包括用于獲取變電站母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱的基準(zhǔn)測量裝置、用于獲取變電站供電范圍內(nèi)支線相電壓數(shù)據(jù)的測量終端、與基準(zhǔn)測量裝置通信連接用于存儲母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱的服務(wù)器，測量終端通過無線通信網(wǎng)與服務(wù)器連接，用于從服務(wù)器獲取母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱，并根據(jù)支線相電壓數(shù)據(jù)、母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱來確定支線各相的相序名稱，基準(zhǔn)測量裝置包括用于采集母線相電壓的第一電壓采集模塊、與第一電壓采集模塊連接的第一單片機(jī)、分別與第一單片機(jī)連接的第一GPS時(shí)鐘模塊和通信模塊，第一GPS時(shí)鐘模塊在每個(gè)特定的UTC時(shí)間點(diǎn)均向第一電壓采集模塊發(fā)送1PPS脈沖信號作為觸發(fā)信號，第一電壓采集模塊根據(jù)觸發(fā)信號啟動，連續(xù)采集多個(gè)母線的相電壓周波波形，第一單片機(jī)根據(jù)采集的相電壓周波波形計(jì)算出母線各相電壓的有效值、頻率及相位角，并將每次電壓采集時(shí)刻及計(jì)算結(jié)果作為母線相電壓數(shù)據(jù)，通過通信模塊上傳至服務(wù)器。

進(jìn)一步的，所述測量終端包括用于采集所述支線相電壓的第二電壓采集模塊、與第二電壓采集模塊連接的第二單片機(jī)、分別與第二單片機(jī)連接的第二GPS時(shí)鐘模塊和無線通信模塊，第二GPS時(shí)鐘模塊在某個(gè)特定的UTC時(shí)間點(diǎn)向第二電壓采集模塊發(fā)送1PPS脈沖信號作為觸發(fā)信號，第二電壓采集模塊根據(jù)觸發(fā)信號啟動，連續(xù)采集多個(gè)所述支線的相電壓周波波形，第二單片機(jī)根據(jù)采集的相電壓周波波形計(jì)算出支線各相電壓的有效值、頻率及相位角，將電壓采集時(shí)刻及計(jì)算結(jié)果作為支線相電壓數(shù)據(jù)保存在本地，并通過無線通信模塊從服務(wù)器上下載相同電壓采集時(shí)刻的母線相電壓數(shù)據(jù)，分別校驗(yàn)?zāi)妇€相電壓數(shù)據(jù)及支線相電壓數(shù)據(jù)中的電壓有效值、頻率及相位角，來確定支線各相的相序名稱。

進(jìn)一步的，所述第一電壓采集模塊包括三個(gè)電壓采集傳感元件及相應(yīng)的采集電路，可同時(shí)進(jìn)行所述母線三相電壓的采集；所述第二電壓采集模塊包括三個(gè)電壓采集傳感元件及相應(yīng)的采集電路，可同時(shí)進(jìn)行所述支線三相電壓的采集。

進(jìn)一步的，所述特定的UTC時(shí)間點(diǎn)為UTC時(shí)間整數(shù)秒或者UTC時(shí)間整數(shù)分。

進(jìn)一步的，所述第一GPS時(shí)鐘模塊包括第一GPS模塊和與第一GPS模塊連接的第一晶振時(shí)鐘，第一晶振時(shí)鐘精度≤±5ppm。

進(jìn)一步的，所述第二GPS時(shí)鐘模塊包括第二GPS模塊和與第二GPS模塊連接的第二晶振時(shí)鐘，第二晶振時(shí)鐘精度≤±5ppm。

進(jìn)一步的，所述母線各相相序名稱根據(jù)變電站主設(shè)備的相序或者母線各相的相色標(biāo)識牌獲得，變電站主設(shè)備包括變壓器或者互感器。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

1、基準(zhǔn)測量裝置獲取變電站內(nèi)母線相電壓數(shù)據(jù)及母線各相相序名稱作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，測量終端獲取變電站供電范圍內(nèi)任意線路相電壓數(shù)據(jù)，測量終端將獲取的相電壓數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合母線各相相序名稱，得出該線路各相的相序名稱，變電站內(nèi)母線由于直接從變電站電源引出，母線各相不會出現(xiàn)相序名稱錯(cuò)誤的情況，因此測得的支線相序名稱準(zhǔn)確可靠。

2、基準(zhǔn)測量裝置在每個(gè)特定的UTC時(shí)間點(diǎn)均會采集母線的相電壓波形，并根據(jù)多次采集的相電壓波形計(jì)算出多組母線相電壓數(shù)據(jù)，均上傳至服務(wù)器中，測量終端在某個(gè)特定的UTC時(shí)間點(diǎn)采集線路的相電壓波形，計(jì)算出線路相電壓數(shù)據(jù)后，并從服務(wù)器中下載相應(yīng)的母線相電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，因此一個(gè)基準(zhǔn)測量裝置可以同時(shí)支持多個(gè)測量終端進(jìn)行絕對相序測量，不受待測量地點(diǎn)和時(shí)間的限制。

3、基準(zhǔn)測量裝置和測量終端采用非實(shí)時(shí)通信方式上傳和下載數(shù)據(jù)，不需要采用高可靠性、高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，且相序測量的準(zhǔn)確性不受通信網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)等因素的影響，降低了組網(wǎng)開發(fā)成本和通信成本。

4、基準(zhǔn)測量裝置和測量終端的守時(shí)精度要求低，采用精度≤±5ppm的晶振時(shí)鐘即可滿足使用要求，因此大大降低了成本。

5、本實(shí)用新型通過比較母線相電壓數(shù)據(jù)和線路相電壓數(shù)據(jù)中的電壓有效值、頻率、相位角即可得出結(jié)果，方法簡單有效。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

配電網(wǎng)中變電站之外的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)變電站母線各相的電壓數(shù)據(jù)及各相的相序名稱為基準(zhǔn)，來確定任意支線各相的相序名稱，以這種方式得出的支線各相的相序名稱即為支線各相的絕對相序，如圖1所示，絕對相序測量系統(tǒng)包括用于獲取變電站母線1相電壓數(shù)據(jù)及母線1各相相序名稱的基準(zhǔn)測量裝置2、用于獲取變電站供電范圍內(nèi)支線3相電壓數(shù)據(jù)的測量終端4、與基準(zhǔn)測量裝置2通信連接用于存儲母線1相電壓數(shù)據(jù)及母線1各相相序名稱的服務(wù)器5，變電站內(nèi)母線1各相的相序名稱根據(jù)母線1各相的相色標(biāo)識牌獲得，基準(zhǔn)測量裝置2包括用于采集母線1相電壓的第一電壓采集模塊21、與第一電壓采集模塊21連接的第一單片機(jī)22、分別與第一單片機(jī)連接的第一GPS時(shí)鐘模塊23和通信模塊24，測量終端4包括用于采集支線3相電壓的第二電壓采集模塊41、與第二電壓采集模塊41連接的第二單片機(jī)42、分別與第二單片機(jī)42連接的第二GPS時(shí)鐘模塊43和無線通信模塊44，第一電壓采集模塊21包括三個(gè)電壓采集傳感元件及相應(yīng)的采集電路，三個(gè)電壓采集傳感元件分別與變電站變壓器11低壓側(cè)的相線A、B、C及零線N永久連接，可同步進(jìn)行母線1的A相、B相和C相電壓的采集，變電站變壓器11高壓側(cè)與母線1連接，第二電壓采集模塊41包括三個(gè)電壓采集傳感元件及相應(yīng)的采集電路，三個(gè)電壓采集傳感元件分別與用電側(cè)變壓器31低壓側(cè)線路的相線A、B、C及零線N臨時(shí)連接，可同時(shí)進(jìn)行支線3的第一相、第二相和第三相電壓的采集，用電側(cè)變壓器31高壓側(cè)與支線1連接，第一GPS時(shí)鐘模塊23包括第一GPS模塊和與第一GPS模塊連接的第一晶振時(shí)鐘，第一晶振時(shí)鐘精度為±5ppm，第二GPS時(shí)鐘模塊43包括第二GPS模塊和與第二GPS模塊連接的第二晶振時(shí)鐘，第二晶振時(shí)鐘精度為±5ppm，測量終端4可以與變電站供電范圍內(nèi)的任意支線3連接，不同支線3可與不同的測量終端4連接。

本實(shí)用新型原理如下：

A、根據(jù)母線1三相相線的相色標(biāo)識牌確定母線1三相相線的相序名稱；

B、第一GPS時(shí)鐘模塊23接收來自GPS衛(wèi)星6的UTC時(shí)間信號，在每個(gè)UTC時(shí)間整數(shù)秒到來時(shí)，第一GPS時(shí)鐘模塊23均向第一電壓采集模塊21發(fā)送1PPS脈沖信號作為觸發(fā)信號，第一電壓采集模塊21根據(jù)觸發(fā)信號啟動，連續(xù)采集5個(gè)母線1的相電壓周波波形，母線1的A、B、C三相相電壓同時(shí)采集，采集時(shí)長約為0.1s，將采集數(shù)據(jù)傳輸至第一單片機(jī)22，第二GPS時(shí)鐘模塊43接收來自GPS衛(wèi)星6的UTC時(shí)間信號，在某個(gè)UTC時(shí)間整數(shù)秒到來時(shí)，第二時(shí)鐘模塊33向第二電壓采集模塊41發(fā)送1PPS脈沖信號作為觸發(fā)信號，第二電壓采集模塊41根據(jù)觸發(fā)信號啟動，連續(xù)采集5個(gè)支線3的相電壓周波波形，支線3的A、B、C三相相電壓同時(shí)采集，采集時(shí)長約為0.1s，將采集數(shù)據(jù)傳輸至第二單片機(jī)42；

C、第一單片機(jī)22根據(jù)接收到的母線1三相相電壓周波波形，計(jì)算母線1各相電壓的有效值、頻率fs及相位角，并將計(jì)算結(jié)果、對應(yīng)的電壓采集時(shí)刻Ts，結(jié)合母線1三相相線的相序名稱，組成一維數(shù)組Ps[8]＝{Ts,fs,Usa,Φsa,Usb,Φsb,Usc,Φsc}作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器5，其中，Ts為電壓采集時(shí)刻，fs為母線電壓頻率，Usa為母線A相電壓有效值，Φsa為母線A相相位角，Usb為母線B相電壓有效值，Φsb為母線B相相位角；Usc為母線C相電壓有效值，Φsc為母線C相相位角；

D、服務(wù)器5將接收到的n個(gè)一維數(shù)組按接收時(shí)間依次存儲，形成陣列Ps[n][8]＝{Tsn,fsn,Usan,Φsan,Usbn,Φsbn,Uscn,Φscn}，其中，Tsn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻，fsn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線電壓頻率，Usan為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線A相電壓有效值，Φsan為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線A相相位角，Usbn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線B相電壓有效值，Φsbn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線B相相位角；Uscn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線C相電壓有效值，Φscn為第n個(gè)電壓采集時(shí)刻對應(yīng)的母線C相相位角；

E、第二單片機(jī)42根據(jù)接收到的支線3三相相電壓周波波形，計(jì)算支線3各相電壓的有效值、頻率ft及相位角，并將結(jié)算結(jié)果與對應(yīng)的電壓采集時(shí)刻Tt組成一維數(shù)組Pt[8]＝{Tt,ft,Ut1,Φt1,Ut2,Φt2,Ut3,Φt3}作為測量數(shù)據(jù)保存在本地，其中，Tt為電壓采集時(shí)刻，ft為支線電壓頻率，Us1為支線第一相電壓有效值，Φs1為支線第一相相位角，Us2為支線第二相電壓有效值，Φs2為支線第二相相位角；Us3為支線第三相電壓有效值，Φs3為支線第三相相位角；

F、第二單片機(jī)42從服務(wù)器5上獲取電壓采集時(shí)刻相同(即Tt＝Tsm)時(shí)對應(yīng)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并將測量數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，具體為：

F1、當(dāng)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)中A、B、C三相電壓相位角之差在120°±ε范圍內(nèi)時(shí)，表明母線1相電壓采集正常，進(jìn)入步驟F2，其中，ε為三相交流電壓中性點(diǎn)偏移引起的相電壓相位差容許偏離值，取值為ε＝5°；

F2、判斷ft＝fsm是否成立，若是，表明支線3與母線1屬于同一交流同步電網(wǎng)，進(jìn)入步驟F3；

F3、判斷ΔΦ＝arccos[cos(Φti-Φsjm+θ)]≤δ是否成立，若是，確定Φti所對應(yīng)的支線3的相序名稱與此時(shí)Φsjm所對應(yīng)的母線1的相序名稱相同，并將確定的相序名稱輸出，否則，輸出相序不同步信息，其中，m＝1,2,…,n，i＝1,2,3，j＝a,b,c，θ為母線1電壓采集點(diǎn)與支線3采集點(diǎn)之間的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備(如互感器、變壓器)的接線組別差異導(dǎo)致的相位差補(bǔ)償值，δ的取值由基準(zhǔn)測量裝置2和測量終端3的本身誤差、電壓變換設(shè)備的誤差、母線1電壓采集點(diǎn)與支線3電壓采集點(diǎn)之間的線路長度共同決定。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即依本實(shí)用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。