基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)研究

吳忠+吳啟帆+藍(lán)道林+巫水萍

摘要本文介紹了一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的功能和組成，它由基準(zhǔn)定相儀、手持終端、采集器等配件構(gòu)成。此外，還對(duì)它的設(shè)計(jì)思路和原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞定相；電力；智能電網(wǎng)

1現(xiàn)狀分析

我國電力系統(tǒng)現(xiàn)階段的合環(huán)并網(wǎng)正處于由冷倒到熱倒的過渡時(shí)期，就目前來說，主要還是以冷倒的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)電。冷倒，即停電合環(huán)，在操作過程中先將待借電線路進(jìn)行斷電，然后合閘連接到供電線路。采用冷倒方式進(jìn)行合環(huán)對(duì)核相的要求較低，但待借電線路停電過程中會(huì)影響到下游用戶的用電，會(huì)影響到供電的可靠性，所以為提高供電可靠性，電力系統(tǒng)的合環(huán)并網(wǎng)正逐步向熱倒方式轉(zhuǎn)變。此外，配網(wǎng)線路改造頻繁，線路復(fù)雜，其中許多線路年深日久，或是敷設(shè)時(shí)未按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程要求進(jìn)行敷設(shè)，以及接入設(shè)備類型各異，所以導(dǎo)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(tǒng)的核相儀不能夠?qū)﹄娎|的相位進(jìn)行定性的測(cè)量，只能夠測(cè)定核相聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩端的兩條線路是否為同相，因此，在進(jìn)行相色標(biāo)識(shí)時(shí)，需要人為判定待測(cè)線路為A，B，C中的哪一相，因現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作習(xí)慣不同且沒有一個(gè)統(tǒng)一化的相位標(biāo)準(zhǔn)，難以統(tǒng)一化定相的標(biāo)準(zhǔn)。如在之前一些地方進(jìn)行冷倒時(shí)，無法準(zhǔn)確確定待借電線路與供電線路的相位關(guān)系，所以僅確認(rèn)相序相同后，便進(jìn)行倒閘，這使得許多線路兩端的標(biāo)識(shí)牌發(fā)生錯(cuò)亂，前后相序牌不能對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致即使相序牌標(biāo)識(shí)完好、清晰，也無法在帶電狀態(tài)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(jìn)行合環(huán)前還需要對(duì)待借電線路與供電線路的相位關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證。傳統(tǒng)的核相儀的反復(fù)驗(yàn)證與核相的方式，不僅降低工作效率，也使得合環(huán)并網(wǎng)存在巨大的隱患。

2基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)，由基準(zhǔn)定相儀和手持終端2大部分組成，基準(zhǔn)校相終端直接連接工頻線路，然后通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，將采集到的基準(zhǔn)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；手持終端通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)。

2.1基準(zhǔn)定相儀

基準(zhǔn)定相儀包括基準(zhǔn)定相儀主機(jī)、信號(hào)采集線、GPS衛(wèi)星天線、3G天線、網(wǎng)線。基準(zhǔn)定相儀連接GPS衛(wèi)星天線、初相角信號(hào)采集線、3G天線、網(wǎng)線。基準(zhǔn)定相儀通過信號(hào)采集線連接工頻線路，然后通過GPS衛(wèi)星獲取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，在每一個(gè)5的整數(shù)倍秒鐘時(shí)采集一次基準(zhǔn)工頻線路相位信號(hào)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，將采集到的基準(zhǔn)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

2.2手持終端

手持終端包括手持終端主機(jī)，通用采集器，絕緣桿，使用絕緣桿令任意一個(gè)通用采集器直接接觸待測(cè)工頻線路，手持終端主機(jī)與采集器通過藍(lán)牙跳頻技術(shù)進(jìn)行通訊，保證在多臺(tái)手持終端工作時(shí)，不會(huì)相互干擾；手持終端主機(jī)的內(nèi)部具有一個(gè)GPS天線，通過這個(gè)GPS天線獲取衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)，然后在每一個(gè)5的整數(shù)倍秒鐘時(shí)采集一個(gè)相位信號(hào)；然后手持終端主機(jī)通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)。

3基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵及原理說明

3.1互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)借助于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，使得基準(zhǔn)定相儀和手持終端問可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊采用TCP傳輸控制協(xié)議這種公認(rèn)的、較為可靠的傳輸層控制協(xié)議，它可以最大限度的保證數(shù)據(jù)信息在傳輸與接收過程中的完整性。

基準(zhǔn)定相儀安裝后，通過有線網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，手持終端主機(jī)通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，兩者便可以通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。此后，基準(zhǔn)定相儀會(huì)不斷的向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上傳基準(zhǔn)的定相信息，手持終端主機(jī)便可以通過在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上下載并比對(duì)基準(zhǔn)定相信息來確認(rèn)定相的結(jié)果，達(dá)到在規(guī)定范圍內(nèi)確定事先擬定好的A/B/C相位的目的。

3.2 GPS時(shí)鐘同步

在基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)中，基準(zhǔn)定相儀和手持終端之間通過GPS衛(wèi)星獲取衛(wèi)星時(shí)間，使兩者的基準(zhǔn)時(shí)間一致的過程便是GPS時(shí)鐘同步。

交流電的相位隨著時(shí)間的變化而變化，所以想要確定聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩端線路的相位，必須在同一時(shí)刻進(jìn)行相位信息的采集，而GPS衛(wèi)星的秒脈沖時(shí)間誤差在100ns以下，對(duì)于核相的影響可以忽略不計(jì)。

3.3信號(hào)采集

信號(hào)的采集通過專用的采集器完成，根據(jù)采集信號(hào)的位置可分別更換采集針或采集掛鉤進(jìn)行信號(hào)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(cè)的線路上，檢測(cè)到電壓信號(hào)后，采集器自動(dòng)開機(jī)并且會(huì)相手持終端主機(jī)發(fā)送采集到的相位信號(hào)。手持終端主機(jī)接收到相位信號(hào)后，先進(jìn)行一次濾波，然后進(jìn)行信號(hào)的放大，信號(hào)處理完成后，手持終端主機(jī)便可以使用獲得的相位與從服務(wù)器上下載的相位進(jìn)行對(duì)比，得出定相的結(jié)果。

3.4系統(tǒng)的運(yùn)行模式

首先我們要制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，例如在變電站出線端取得標(biāo)準(zhǔn)的A，B，C信號(hào)，然后對(duì)我們基準(zhǔn)定相儀的信號(hào)進(jìn)行修正，使得基準(zhǔn)信號(hào)變電站出線端取得標(biāo)準(zhǔn)的A，B，c信號(hào)同步，然后在每次進(jìn)行定相時(shí)，基準(zhǔn)定相儀所采集到的標(biāo)準(zhǔn)相位都會(huì)通過互聯(lián)網(wǎng)保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，與標(biāo)準(zhǔn)相位信息一同保存的，還有采集標(biāo)準(zhǔn)相位信息的GPS時(shí)間。

每次進(jìn)行定相時(shí)，手持終端主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的標(biāo)準(zhǔn)A，B，C的相位信息及GPS時(shí)間，然后自動(dòng)與相同GPS時(shí)間采集到的相位信息進(jìn)行對(duì)比，若與標(biāo)準(zhǔn)A為同相，則可將待測(cè)線路定為A相，若與B或C同相也是同理。

由于定相地點(diǎn)的限制，可能會(huì)導(dǎo)致無法搜索到衛(wèi)星及連接網(wǎng)絡(luò)，如在地下室，這種情況下，可以先在衛(wèi)星信號(hào)良好的位置進(jìn)行搜星，獲取衛(wèi)星時(shí)間后，在無衛(wèi)星信號(hào)狀態(tài)下，衛(wèi)星時(shí)間可保留45min。這個(gè)時(shí)間內(nèi)，可以現(xiàn)將采集到的相位信息及GPS時(shí)間保存在手持終端主機(jī)中，待回到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)采用了新穎的思路，將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在核相當(dāng)中，從而完成定相的目的。其成功的研發(fā)、應(yīng)用及推廣，可統(tǒng)一電力系統(tǒng)的相序相色標(biāo)識(shí)，其根本思路也符合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)能夠統(tǒng)一我國電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的A，B，C相位標(biāo)準(zhǔn)，使得我國各區(qū)域同一電網(wǎng)內(nèi)的相色標(biāo)識(shí)能夠在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下完成，為今后的熱倒合環(huán)提供了夯實(shí)的基礎(chǔ)，提高了轉(zhuǎn)供電的工作效率，降低電能損耗，提高供電的穩(wěn)定性。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)簡(jiǎn)化了核相過程，提高了核相工作的工作效率。

5基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的特點(diǎn)

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)通過傳統(tǒng)的核相技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者之間的結(jié)合完成了傳統(tǒng)核相儀無法完成的定相功能。

傳統(tǒng)核相儀是依靠操作人員對(duì)A，B，C相位進(jìn)行判定，而基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)則是通過與基準(zhǔn)點(diǎn)的相位進(jìn)行比較來確定A，B，C相位。使用傳統(tǒng)核相儀進(jìn)行定相，現(xiàn)場(chǎng)操作者的經(jīng)驗(yàn)等主觀因素，都會(huì)影響到定相的結(jié)果；而通過基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)進(jìn)行定相，只需要在第一次獲取標(biāo)準(zhǔn)定相基準(zhǔn)時(shí)確立一次A，B，C的定相標(biāo)準(zhǔn)，在今后的定相過程中，無論何人、何時(shí)及何地，都不會(huì)對(duì)A，B，C的定相標(biāo)準(zhǔn)有所影響。另外，傳統(tǒng)核相儀在進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時(shí)，需要聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩邊的工作人員同時(shí)進(jìn)行操作，然后通過電話溝通，獲取對(duì)方采集到的相位信息；而使用基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時(shí)，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(yuǎn)距離核相工作。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的工作方式使得定相、核相的準(zhǔn)確性有了根本性的提升，提高了供電可靠性，縮減了投運(yùn)時(shí)間，降低了現(xiàn)場(chǎng)核相的勞動(dòng)強(qiáng)度。

6基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的應(yīng)用效果分析

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)通過傳統(tǒng)的核相技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者之間的結(jié)合完成了傳統(tǒng)核相儀無法完成的定相功能。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)將基準(zhǔn)定相儀安裝在指定的地點(diǎn)采集標(biāo)準(zhǔn)的定相信號(hào)，然后將此信號(hào)作為今后定相核相的參考依據(jù)，簡(jiǎn)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)能夠統(tǒng)一同一電網(wǎng)內(nèi)的定相、核相標(biāo)準(zhǔn)。其成功的研發(fā)、應(yīng)用及推廣，可統(tǒng)一電力系統(tǒng)的相序相色標(biāo)識(shí)，其根本思路也符合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的成功應(yīng)用，能夠確保了施工投產(chǎn)后設(shè)備定相的準(zhǔn)確性，保證現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全，降低質(zhì)量事故發(fā)生的概率，提高供電的穩(wěn)定性以及可靠性，縮減投運(yùn)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少運(yùn)營成本，使電網(wǎng)系統(tǒng)的安全控制水平、經(jīng)營管理水平得到可觀的提升。

7結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)可以直接確認(rèn)待測(cè)線路的相位，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離核相時(shí)，可以先核一處，再到另一處進(jìn)行核相。而以往傳統(tǒng)的近程及遠(yuǎn)程無線核相儀要進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時(shí)，需要兩組人員同時(shí)進(jìn)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(rèn)是否同相，而這種方法，必須采用核相兩端在同一時(shí)刻采集到的相位角度才有效，所以為防止報(bào)錯(cuò)或報(bào)晚相位角度要反復(fù)確認(rèn)許多遍，所以費(fèi)時(shí)費(fèi)力。與傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程無線核相設(shè)備相比，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的應(yīng)用，能快速、準(zhǔn)確完成配電網(wǎng)設(shè)備相位確定，解決了配電網(wǎng)常規(guī)繁雜定相工作的難題，確保了施工投產(chǎn)后設(shè)備定相的準(zhǔn)確性，提高了供電可靠性，縮減了投運(yùn)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。endprint