基于互聯網技術的工頻線路定相系統研究

吳忠+吳啟帆+藍道林+巫水萍

摘要本文介紹了一種基于互聯網技術的工頻線路定相系統的功能和組成，它由基準定相儀、手持終端、采集器等配件構成。此外，還對它的設計思路和原理進行了詳細的闡述。

關鍵詞定相；電力；智能電網

1現狀分析

我國電力系統現階段的合環并網正處于由冷倒到熱倒的過渡時期，就目前來說，主要還是以冷倒的形式進行轉運電。冷倒，即停電合環，在操作過程中先將待借電線路進行斷電，然后合閘連接到供電線路。采用冷倒方式進行合環對核相的要求較低，但待借電線路停電過程中會影響到下游用戶的用電，會影響到供電的可靠性，所以為提高供電可靠性，電力系統的合環并網正逐步向熱倒方式轉變。此外，配網線路改造頻繁，線路復雜，其中許多線路年深日久，或是敷設時未按照標準作業流程要求進行敷設，以及接入設備類型各異，所以導致線路的相序混亂，核相工作量很大，有較大的安全隱患。

而傳統的核相儀不能夠對電纜的相位進行定性的測量，只能夠測定核相聯絡點兩端的兩條線路是否為同相，因此，在進行相色標識時，需要人為判定待測線路為A，B，C中的哪一相，因現場工作人員工作習慣不同且沒有一個統一化的相位標準，難以統一化定相的標準。如在之前一些地方進行冷倒時，無法準確確定待借電線路與供電線路的相位關系，所以僅確認相序相同后，便進行倒閘，這使得許多線路兩端的標識牌發生錯亂，前后相序牌不能對應，導致即使相序牌標識完好、清晰，也無法在帶電狀態下直接將待借電線路與供電線路接通，即無法直接熱倒，每一次進行合環前還需要對待借電線路與供電線路的相位關系進行驗證。傳統的核相儀的反復驗證與核相的方式，不僅降低工作效率，也使得合環并網存在巨大的隱患。

2基于互聯網技術的工頻線路定相系統的結構組成

基于互聯網技術的工頻線路定相系統，由基準定相儀和手持終端2大部分組成，基準校相終端直接連接工頻線路，然后通過互聯網與服務器進行通訊，將采集到的基準信號存儲在數據庫服務器中；手持終端通過移動互聯網與服務器進行通訊，調用數據庫服務器中的基準信號數據，進行比對。

2.1基準定相儀

基準定相儀包括基準定相儀主機、信號采集線、GPS衛星天線、3G天線、網線。基準定相儀連接GPS衛星天線、初相角信號采集線、3G天線、網線。基準定相儀通過信號采集線連接工頻線路，然后通過GPS衛星獲取一個標準時間，在每一個5的整數倍秒鐘時采集一次基準工頻線路相位信號，然后通過互聯網與服務器進行通訊，將采集到的基準信號存儲在數據庫服務器中。

2.2手持終端

手持終端包括手持終端主機，通用采集器，絕緣桿，使用絕緣桿令任意一個通用采集器直接接觸待測工頻線路，手持終端主機與采集器通過藍牙跳頻技術進行通訊，保證在多臺手持終端工作時，不會相互干擾；手持終端主機的內部具有一個GPS天線，通過這個GPS天線獲取衛星時間信號，然后在每一個5的整數倍秒鐘時采集一個相位信號；然后手持終端主機通過移動互聯網與服務器進行通訊，調用數據庫服務器中的基準信號數據，進行比對。

3基于互聯網技術的工頻線路定相系統的技術關鍵及原理說明

3.1互聯網技術

基于互聯網技術的工頻線路定相系統借助于互聯網平臺，使得基準定相儀和手持終端問可以進行數據交換，通訊采用TCP傳輸控制協議這種公認的、較為可靠的傳輸層控制協議，它可以最大限度的保證數據信息在傳輸與接收過程中的完整性。

基準定相儀安裝后，通過有線網絡或移動網絡接入到數據庫服務器，手持終端主機通過移動網絡接入到數據庫服務器，兩者便可以通過數據庫服務器作為媒介進行數據的交換。此后，基準定相儀會不斷的向數據庫服務器上傳基準的定相信息，手持終端主機便可以通過在數據庫服務器上下載并比對基準定相信息來確認定相的結果，達到在規定范圍內確定事先擬定好的A/B/C相位的目的。

3.2 GPS時鐘同步

在基于互聯網技術的工頻線路定相系統中，基準定相儀和手持終端之間通過GPS衛星獲取衛星時間，使兩者的基準時間一致的過程便是GPS時鐘同步。

交流電的相位隨著時間的變化而變化，所以想要確定聯絡點兩端線路的相位，必須在同一時刻進行相位信息的采集，而GPS衛星的秒脈沖時間誤差在100ns以下，對于核相的影響可以忽略不計。

3.3信號采集

信號的采集通過專用的采集器完成，根據采集信號的位置可分別更換采集針或采集掛鉤進行信號采集。以架空線為例，采集器更換采集掛鉤，然后將采集器通過絕緣桿掛到待測的線路上，檢測到電壓信號后，采集器自動開機并且會相手持終端主機發送采集到的相位信號。手持終端主機接收到相位信號后，先進行一次濾波，然后進行信號的放大，信號處理完成后，手持終端主機便可以使用獲得的相位與從服務器上下載的相位進行對比，得出定相的結果。

3.4系統的運行模式

首先我們要制定一個標準，例如在變電站出線端取得標準的A，B，C信號，然后對我們基準定相儀的信號進行修正，使得基準信號變電站出線端取得標準的A，B，c信號同步，然后在每次進行定相時，基準定相儀所采集到的標準相位都會通過互聯網保存在數據庫服務器中，與標準相位信息一同保存的，還有采集標準相位信息的GPS時間。

每次進行定相時，手持終端主機通過網絡下載數據庫服務器中的標準A，B，C的相位信息及GPS時間，然后自動與相同GPS時間采集到的相位信息進行對比，若與標準A為同相，則可將待測線路定為A相，若與B或C同相也是同理。

由于定相地點的限制，可能會導致無法搜索到衛星及連接網絡，如在地下室，這種情況下，可以先在衛星信號良好的位置進行搜星，獲取衛星時間后，在無衛星信號狀態下，衛星時間可保留45min。這個時間內，可以現將采集到的相位信息及GPS時間保存在手持終端主機中，待回到網絡信號良好的位置，再通過查詢鍵獲取之前的相位信息，并完成定相。endprint

4基于互聯網技術的工頻線路定相系統的優點

基于互聯網技術的工頻線路定相系統采用了新穎的思路，將互聯網應用在核相當中，從而完成定相的目的。其成功的研發、應用及推廣，可統一電力系統的相序相色標識，其根本思路也符合我國智能電網的發展趨勢。

基于互聯網技術的工頻線路定相系統能夠統一我國電網系統內的A，B，C相位標準，使得我國各區域同一電網內的相色標識能夠在統一的標準下完成，為今后的熱倒合環提供了夯實的基礎，提高了轉供電的工作效率，降低電能損耗，提高供電的穩定性。

基于互聯網技術的工頻線路定相系統簡化了核相過程，提高了核相工作的工作效率。

5基于互聯網技術的工頻線路定相系統的特點

基于互聯網技術的工頻線路定相系統通過傳統的核相技術與互聯網技術兩者之間的結合完成了傳統核相儀無法完成的定相功能。

傳統核相儀是依靠操作人員對A，B，C相位進行判定，而基于互聯網技術的工頻線路定相系統則是通過與基準點的相位進行比較來確定A，B，C相位。使用傳統核相儀進行定相，現場操作者的經驗等主觀因素，都會影響到定相的結果；而通過基于互聯網技術的工頻線路定相系統進行定相，只需要在第一次獲取標準定相基準時確立一次A，B，C的定相標準，在今后的定相過程中，無論何人、何時及何地，都不會對A，B，C的定相標準有所影響。另外，傳統核相儀在進行遠程核相時，需要聯絡點兩邊的工作人員同時進行操作，然后通過電話溝通，獲取對方采集到的相位信息；而使用基于互聯網技術的工頻線路定相系統進行遠程核相時，只需要在一端確定A，B，C相位，然后再到另一端確定A，B，C相位，一組人員便能夠完成遠距離核相工作。基于互聯網技術的工頻線路定相系統的工作方式使得定相、核相的準確性有了根本性的提升，提高了供電可靠性，縮減了投運時間，降低了現場核相的勞動強度。

6基于互聯網技術的工頻線路定相系統的應用效果分析

基于互聯網技術的工頻線路定相系統通過傳統的核相技術與互聯網技術兩者之間的結合完成了傳統核相儀無法完成的定相功能。

基于互聯網技術的工頻線路定相系統將基準定相儀安裝在指定的地點采集標準的定相信號，然后將此信號作為今后定相核相的參考依據，簡化了定相核相的工作方法，提高定相核相工作的工作效率，降低人力成本。

基于互聯網技術的工頻線路定相系統能夠統一同一電網內的定相、核相標準。其成功的研發、應用及推廣，可統一電力系統的相序相色標識，其根本思路也符合我國智能電網的發展趨勢。基于互聯網技術的工頻線路定相系統的成功應用，能夠確保了施工投產后設備定相的準確性，保證現場工作人員的人身安全，降低質量事故發生的概率，提高供電的穩定性以及可靠性，縮減投運時間，降低了勞動強度，減少運營成本，使電網系統的安全控制水平、經營管理水平得到可觀的提升。

7結論

基于互聯網技術的工頻線路定相系統可以直接確認待測線路的相位，在進行遠距離核相時，可以先核一處，再到另一處進行核相。而以往傳統的近程及遠程無線核相儀要進行遠程核相時，需要兩組人員同時進行核相工作，然后通過核相兩端采集到的相位角度相減，得出角度差確認是否同相，而這種方法，必須采用核相兩端在同一時刻采集到的相位角度才有效，所以為防止報錯或報晚相位角度要反復確認許多遍，所以費時費力。與傳統的遠程無線核相設備相比，基于互聯網技術的工頻線路定相系統的應用，能快速、準確完成配電網設備相位確定，解決了配電網常規繁雜定相工作的難題，確保了施工投產后設備定相的準確性，提高了供電可靠性，縮減了投運時間，降低了勞動強度，具有較大的推廣應用價值。endprint