基于互联网技术的工频线路定相系统研究

吴忠+吴启帆+蓝道林+巫水萍

摘要本文介绍了一种基于互联网技术的工频线路定相系统的功能和组成，它由基准定相仪、手持终端、采集器等配件构成。此外，还对它的设计思路和原理进行了详细的阐述。

关键词定相；电力；智能电网

1现状分析

我国电力系统现阶段的合环并网正处于由冷倒到热倒的过渡时期，就目前来说，主要还是以冷倒的形式进行转运电。冷倒，即停电合环，在操作过程中先将待借电线路进行断电，然后合闸连接到供电线路。采用冷倒方式进行合环对核相的要求较低，但待借电线路停电过程中会影响到下游用户的用电，会影响到供电的可靠性，所以为提高供电可靠性，电力系统的合环并网正逐步向热倒方式转变。此外，配网线路改造频繁，线路复杂，其中许多线路年深日久，或是敷设时未按照标准作业流程要求进行敷设，以及接入设备类型各异，所以导致线路的相序混乱，核相工作量很大，有较大的安全隐患。

而传统的核相仪不能够对电缆的相位进行定性的测量，只能够测定核相联络点两端的两条线路是否为同相，因此，在进行相色标识时，需要人为判定待测线路为A，B，C中的哪一相，因现场工作人员工作习惯不同且没有一个统一化的相位标准，难以统一化定相的标准。如在之前一些地方进行冷倒时，无法准确确定待借电线路与供电线路的相位关系，所以仅确认相序相同后，便进行倒闸，这使得许多线路两端的标识牌发生错乱，前后相序牌不能对应，导致即使相序牌标识完好、清晰，也无法在带电状态下直接将待借电线路与供电线路接通，即无法直接热倒，每一次进行合环前还需要对待借电线路与供电线路的相位关系进行验证。传统的核相仪的反复验证与核相的方式，不仅降低工作效率，也使得合环并网存在巨大的隐患。

2基于互联网技术的工频线路定相系统的结构组成

基于互联网技术的工频线路定相系统，由基准定相仪和手持终端2大部分组成，基准校相终端直接连接工频线路，然后通过互联网与服务器进行通讯，将采集到的基准信号存储在数据库服务器中；手持终端通过移动互联网与服务器进行通讯，调用数据库服务器中的基准信号数据，进行比对。

2.1基准定相仪

基准定相仪包括基准定相仪主机、信号采集线、GPS卫星天线、3G天线、网线。基准定相仪连接GPS卫星天线、初相角信号采集线、3G天线、网线。基准定相仪通过信号采集线连接工频線路，然后通过GPS卫星获取一个标准时间，在每一个5的整数倍秒钟时采集一次基准工频线路相位信号，然后通过互联网与服务器进行通讯，将采集到的基准信号存储在数据库服务器中。

2.2手持终端

手持终端包括手持终端主机，通用采集器，绝缘杆，使用绝缘杆令任意一个通用采集器直接接触待测工频线路，手持终端主机与采集器通过蓝牙跳频技术进行通讯，保证在多台手持终端工作时，不会相互干扰；手持终端主机的内部具有一个GPS天线，通过这个GPS天线获取卫星时间信号，然后在每一个5的整数倍秒钟时采集一个相位信号；然后手持终端主机通过移动互联网与服务器进行通讯，调用数据库服务器中的基准信号数据，进行比对。

3基于互联网技术的工频线路定相系统的技术关键及原理说明

3.1互联网技术

基于互联网技术的工频线路定相系统借助于互联网平台，使得基准定相仪和手持终端问可以进行数据交换，通讯采用TCP传输控制协议这种公认的、较为可靠的传输层控制协议，它可以最大限度的保证数据信息在传输与接收过程中的完整性。

基准定相仪安装后，通过有线网络或移动网络接入到数据库服务器，手持终端主机通过移动网络接入到数据库服务器，两者便可以通过数据库服务器作为媒介进行数据的交换。此后，基准定相仪会不断的向数据库服务器上传基准的定相信息，手持终端主机便可以通过在数据库服务器上下载并比对基准定相信息来确认定相的结果，达到在规定范围内确定事先拟定好的A/B/C相位的目的。

3.2 GPS时钟同步

在基于互联网技术的工频线路定相系统中，基准定相仪和手持终端之间通过GPS卫星获取卫星时间，使两者的基准时间一致的过程便是GPS时钟同步。

交流电的相位随着时间的变化而变化，所以想要确定联络点两端线路的相位，必须在同一时刻进行相位信息的采集，而GPS卫星的秒脉冲时间误差在100ns以下，对于核相的影响可以忽略不计。

3.3信号采集

信号的采集通过专用的采集器完成，根据采集信号的位置可分别更换采集针或采集挂钩进行信号采集。以架空线为例，采集器更换采集挂钩，然后将采集器通过绝缘杆挂到待测的线路上，检测到电压信号后，采集器自动开机并且会相手持终端主机发送采集到的相位信号。手持终端主机接收到相位信号后，先进行一次滤波，然后进行信号的放大，信号处理完成后，手持终端主机便可以使用获得的相位与从服务器上下载的相位进行对比，得出定相的结果。

3.4系统的运行模式

首先我们要制定一个标准，例如在变电站出线端取得标准的A，B，C信号，然后对我们基准定相仪的信号进行修正，使得基准信号变电站出线端取得标准的A，B，c信号同步，然后在每次进行定相时，基准定相仪所采集到的标准相位都会通过互联网保存在数据库服务器中，与标准相位信息一同保存的，还有采集标准相位信息的GPS时间。

每次进行定相时，手持终端主机通过网络下载数据库服务器中的标准A，B，C的相位信息及GPS时间，然后自动与相同GPS时间采集到的相位信息进行对比，若与标准A为同相，则可将待测线路定为A相，若与B或C同相也是同理。

由于定相地点的限制，可能会导致无法搜索到卫星及连接网络，如在地下室，这种情况下，可以先在卫星信号良好的位置进行搜星，获取卫星时间后，在无卫星信号状态下，卫星时间可保留45min。这个时间内，可以现将采集到的相位信息及GPS时间保存在手持终端主机中，待回到网络信号良好的位置，再通过查询键获取之前的相位信息，并完成定相。endprint

4基于互联网技术的工频线路定相系统的优点

基于互联网技术的工频线路定相系统采用了新颖的思路，将互联网应用在核相当中，从而完成定相的目的。其成功的研发、应用及推广，可统一电力系统的相序相色标识，其根本思路也符合我国智能电网的发展趋势。

基于互联网技术的工频线路定相系统能够统一我国电网系统内的A，B，C相位标准，使得我国各区域同一电网内的相色标识能够在统一的标准下完成，为今后的热倒合环提供了夯实的基础，提高了转供电的工作效率，降低电能损耗，提高供电的稳定性。

基于互联网技术的工频线路定相系统简化了核相过程，提高了核相工作的工作效率。

5基于互联网技术的工频线路定相系统的特点

基于互联网技术的工频线路定相系统通过传统的核相技术与互联网技术两者之间的结合完成了传统核相仪无法完成的定相功能。

传统核相仪是依靠操作人员对A，B，C相位进行判定，而基于互联网技术的工频线路定相系统则是通过与基准点的相位进行比较来确定A，B，C相位。使用传统核相仪进行定相，现场操作者的经验等主观因素，都会影响到定相的结果；而通过基于互联网技术的工频线路定相系统进行定相，只需要在第一次获取标准定相基准时确立一次A，B，C的定相标准，在今后的定相过程中，无论何人、何时及何地，都不会对A，B，C的定相标准有所影响。另外，传统核相仪在进行远程核相时，需要聯络点两边的工作人员同时进行操作，然后通过电话沟通，获取对方采集到的相位信息；而使用基于互联网技术的工频线路定相系统进行远程核相时，只需要在一端确定A，B，C相位，然后再到另一端确定A，B，C相位，一组人员便能够完成远距离核相工作。基于互联网技术的工频线路定相系统的工作方式使得定相、核相的准确性有了根本性的提升，提高了供电可靠性，缩减了投运时间，降低了现场核相的劳动强度。

6基于互联网技术的工频线路定相系统的应用效果分析

基于互联网技术的工频线路定相系统通过传统的核相技术与互联网技术两者之间的结合完成了传统核相仪无法完成的定相功能。

基于互联网技术的工频线路定相系统将基准定相仪安装在指定的地点采集标准的定相信号，然后将此信号作为今后定相核相的参考依据，简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。

基于互联网技术的工频线路定相系统能够统一同一电网内的定相、核相标准。其成功的研发、应用及推广，可统一电力系统的相序相色标识，其根本思路也符合我国智能电网的发展趋势。基于互联网技术的工频线路定相系统的成功应用，能够确保了施工投产后设备定相的准确性，保证现场工作人员的人身安全，降低质量事故发生的概率，提高供电的稳定性以及可靠性，缩减投运时间，降低了劳动强度，减少运营成本，使电网系统的安全控制水平、经营管理水平得到可观的提升。

7结论

基于互联网技术的工频线路定相系统可以直接确认待测线路的相位，在进行远距离核相时，可以先核一处，再到另一处进行核相。而以往传统的近程及远程无线核相仪要进行远程核相时，需要两组人员同时进行核相工作，然后通过核相两端采集到的相位角度相减，得出角度差确认是否同相，而这种方法，必须采用核相两端在同一时刻采集到的相位角度才有效，所以为防止报错或报晚相位角度要反复确认许多遍，所以费时费力。与传统的远程无线核相设备相比，基于互联网技术的工频线路定相系统的应用，能快速、准确完成配电网设备相位确定，解决了配电网常规繁杂定相工作的难题，确保了施工投产后设备定相的准确性，提高了供电可靠性，缩减了投运时间，降低了劳动强度，具有较大的推广应用价值。endprint