電力輸配電線路電氣參數(shù)在線測量方法研究

1、電力輸配電線路電氣參數(shù)在線測量方法研究摘 要：文章介紹了一種電力輸配電線路電氣參數(shù)在線測量裝置及方 法，包括多個測量單元，每個測量單元均通過數(shù)據(jù)集中器與主站系統(tǒng)通信, 測量單元z間通過時鐘同步單元進(jìn)行時間同步，測量單元每隔設(shè)定時間通 過一次ct即電流互感器及一次pt即電壓互感器釆集在同一時間點下相應(yīng) 測量點同步相量數(shù)據(jù)，測量單元還通過量程切換電路與測量電流傳感器和 保護(hù)電流傳感器相連，利用量程切換電路在線路岀現(xiàn)故障時仍能記錄對應(yīng) 的波形，測量單元將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)集中器發(fā)送至主站系統(tǒng)。采用專屬 于配電系統(tǒng)的同步相量測量終端dpmu,提升了配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的實時性 與準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：電力輸配；電

2、線路；電氣參數(shù)；在線測量1概述電力系統(tǒng)運(yùn)行、分析人員對電網(wǎng)特性的把握依賴于基于電網(wǎng)模型的實 時監(jiān)測分析。準(zhǔn)確的電網(wǎng)參數(shù)是形成準(zhǔn)確的電網(wǎng)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)計算的 基礎(chǔ)。因此，提高電網(wǎng)參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，對特大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行具有重大意義。鑒于每條線路具體情況不同，而輸電線路尤其是220kv及以上電壓等 級線路幾乎都有與z平行走向或同桿架設(shè)的運(yùn)行線路，這給輸電線路的參 數(shù)測量帶來很大干擾和困難。由于影響因素較多，加之設(shè)計理論計算中或 多或少考慮欠周全，可能造成線路實際參數(shù)與設(shè)計參數(shù)相差較大，進(jìn)而影 響狀態(tài)估計、潮流計算、網(wǎng)損分析、故障分析和繼電保護(hù)整定計算的準(zhǔn)確 率和計算結(jié)果的可靠性。所以dl

3、/t584-953kvllokv電網(wǎng)繼電保護(hù)裝 置運(yùn)行整定規(guī)程和dl/t559-94220kv500kv電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行 整定規(guī)程要求110千伏以上線路都要提供工頻參數(shù)實測值，以提高電網(wǎng) 運(yùn)行參數(shù)的可靠性和準(zhǔn)確度為基礎(chǔ)，保證基于電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的電力系統(tǒng)多 個環(huán)節(jié)的計算、研究與分析工作。在線路參數(shù)實測工作中，由于線路過長、測量裝置容量不足或者平行 線路互感等因素的影響，線路停電測量方式取得的實測參數(shù)經(jīng)常與理論值 相差較大，因而準(zhǔn)確性被質(zhì)疑。另外，目前的線路參數(shù)實測裝置在測量過 程中需耍線路停電，llokv及以上線路停電會使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得薄弱，因此, 電網(wǎng)運(yùn)行管理部門需要一種更為準(zhǔn)確的、在線的線路

4、實測裝置。如何在輸配電系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下找到一種工作全面，高效的裝置及 方法來實現(xiàn)輸配電線路的實時在線測量，是目前迫切需要解決的一個問 題。2裝置提出為解決上述問題，本研究的具體方案如下：電力輸配電線路電氣參數(shù)在線測量裝置，包括多個測量單元，每個測 量單元均通過數(shù)據(jù)集中器與主站系統(tǒng)通信，測量單元之間通過時鐘同步單 元進(jìn)行時間同步，測量單元每隔設(shè)定時間通過一次ct即電流互感器及一 次pt即電壓互感器采集在同一時間點下相應(yīng)測量點同步相量數(shù)據(jù)，測量 單元還通過量程切換電路與測量電流傳感器和保護(hù)電流傳感器相連，利用 量程切換電路在線路出現(xiàn)故障時仍能記錄對應(yīng)的波形，測量單元將采集數(shù) 據(jù)通過數(shù)據(jù)集中器發(fā)送

5、至主站系統(tǒng)。其中：(1)時鐘同步單元用于為測量單元提供準(zhǔn)確的時鐘，包括fpga 控制器、授時模塊、恒溫晶振、光發(fā)射器及光接收器；恒溫晶振用于為fpga 控制器提供穩(wěn)定的時鐘，fpga控制器與授時模塊進(jìn)行通信，授時模塊通過 授時天線獲得測量單元的時鐘，授時模塊通過串口將精確到秒級別的時 間、坐?誦畔7橢?fpga控制器，將精確到納秒級別的準(zhǔn)確時間通過plush 脈沖信號進(jìn)行標(biāo)定后發(fā)送至fpga控制器，fpga控制器再將時鐘信號通過 光發(fā)射器發(fā)送給測量單元，光接收器用于在授時天線架設(shè)不方便的情況下 接收外界標(biāo)準(zhǔn)的時鐘信號并傳送至fpga控制器。(2) 授時模塊根據(jù)應(yīng)用選擇gps模式、北斗模式或gp

6、s+北斗模式這 三種模式中的一種。(3) 測量單元包括dsp控制器、ad轉(zhuǎn)換器及網(wǎng)絡(luò)控制器；光接收器 用于接收時鐘同步單元發(fā)出的時鐘信號，dsp控制器與網(wǎng)絡(luò)控制器通信， 網(wǎng)絡(luò)控制器為w5100型網(wǎng)絡(luò)接口芯片，網(wǎng)絡(luò)控制器與rj45接口通信，rj45 接口通過網(wǎng)線、wifi或3g對外通信；dsp控制器與sd卡進(jìn)行通信；dsp 控制器輸入端還與ad轉(zhuǎn)換器相連，ad轉(zhuǎn)換器接收的信號是外部一次ct與 pt獲取的線路電壓電流模擬量。dsp控制器對數(shù)字量的輸入通過光電隔離 后進(jìn)行接收，對數(shù)字量輸岀通過光電隔離后進(jìn)行輸出；dsp控制器還與光 接收器及光發(fā)射器相連。ad轉(zhuǎn)換器通過量程切換電路與測量ct和保護(hù)ct

7、 相連，測量ct通過第一并聯(lián)電路與ad轉(zhuǎn)換器的一路相連，第一并聯(lián)電路 包括兩個并聯(lián)單元，每個并聯(lián)單元包括相串聯(lián)的放大器與撥碼開關(guān)；測量ct及保護(hù)ct分別通過撥碼開關(guān)與第二并聯(lián)電路相連，第二并聯(lián)電路與第一并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)相同。(4) 多個測量單元分別安裝在電力線路的兩端，每一端的電力線路 的測量單元均通過數(shù)據(jù)集中器與主站系統(tǒng)相連。測量單元用于完成電力輸 配電線路的參數(shù)采集，該輸配電線路參數(shù)主要包括線路兩端的三相電壓及 電流同步相量數(shù)據(jù)。一個時鐘同步單元可以連接六個測量單元，如需級聯(lián) 更多的測量單元，光發(fā)射器用于向級聯(lián)測量單元發(fā)射時鐘信號。測量ct 和保護(hù)ct是測量裝置里面的二次ct,非變電站一次ct。這里的一次不是 ct的一次側(cè)，而是指的是變電站一次電氣范圍或者控制保護(hù)裝置所屬的二 次電氣范圍。3方法步驟電力輸配電線路電氣參數(shù)在線測量方法，具體工作步驟如下：步驟一：在線路兩端分別安裝測量單元，分別獲取線路兩端的電流、 電壓同步相量數(shù)據(jù)，電流、電壓同步相量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)集屮器傳送至主站 系統(tǒng)。步驟二：主站系統(tǒng)接收兩端測量的帶有準(zhǔn)確時標(biāo)的相角、幅值、頻率 數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲。步驟三：通過測得的線路兩端的數(shù)據(jù)計算出該條線路的正序n型等值 參數(shù)和零序阻抗。4結(jié)束語(1) 采用專屬于配電系