CN109655676A - 一种电力核相的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力核相技术领域，尤其涉及一种电力核相的方法。包括以下有效步骤：首先在参考端和待测端接入电压互感器，采集参考端和待测端的二次正向过零点信号之间的正弦交流电信号；对采集到的正弦交流电进行精密全波整流，将整流后的信号频率变为原来的2倍；通过锁相环倍频器将一个周期内的50Hz的工频信号变为18000HZ的采样信号；利用A/D转换器将采样信号转化为数字信号，并利用离散傅立叶算法计算出参考端和待测端的相位差即可。本发明通过对现有的核相方法进行改进，有效的将零点核相法和离散傅立叶算法进行有机的结合，进而在核相速度的同时，提高了核相的准确性，为分布式能源的联网提供了保障。

Description

一种电力核相的方法

技术领域

本发明属于电力核相技术领域，尤其涉及一种电力核相的方法。

背景技术

随着我国经济的发展，电力需求不断增长。在电网容量不断增加的同时，对电力***运行的稳定性也有了更高的要求。在建设坚强智能电网、倡导绿色能源的背景下，清洁能源正逐步替代化石能源，新的变电站不断建设。新建变电站和改建的输电线路在投入使用前，必须进行核相试验，确保相位相序正确。如果因为并网、合环造成短路事故，轻者电气设备损坏，重者会破坏电网***原有的稳定和平衡，造成重大事故。电力***的安全运行是电网运行的首要条件，加强对电网的可靠性研究主要采用相位测量技术以及其他的同步测量技术，因此电压核相是一项基础而又非常重要的工作。

二次核相是通过万用表测量设备或母线电压互感器输出电压完成。二次核相工作一般需要三个工作人员完成，一人监护，一人持万用表记录，一人操作将万用表测量针接触对应线端子排上。使用二次核相方法进行核相操作时，需要该操作员熟悉电压二次接线及回路。若电压互感器一次或二次回路接线错误，进行核相这项工作将会得到错误的结果。另外二次核相需要在带电运行的设备的端子排上进行，增加了误碰误跳运行设备的风险，核相成为变电站安全运行的隐患。

二次核相工作电压低，工作人员在操作时较为安全，但是二次核相属于间接核相，很容易导致核相结果不准确，为此，本发明提供一种方法，以提供二次核相的准确率。

发明内容

本发明针对上述的二次核相的准确率较低的技术问题，提出一种设计科学、方法简单、操作方便且能够提高二次核相准确率的电力核相的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的电力核相的方法，包括以下有效步骤：

a、首先在参考端和待测端接入电压互感器，采集参考端和待测端的二次正向过零点信号之间的正弦交流电信号；

b、对采集到的正弦交流电进行精密全波整流，将整流后的信号频率变为原来的2倍；

c、通过锁相环倍频器将一个周期内的50Hz的工频信号变为18000HZ的采样信号；

d、利用A/D转换器将采样信号转化为数字信号，并利用离散傅立叶算法计算出参考端和待测端的相位差即可。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明提供一种电力核相的方法，通过对现有的核相方法进行改进，有效的将零点核相法和离散傅立叶算法进行有机的结合，进而在核相速度的同时，提高了核相的准确性，为分布式能源的联网提供了保障。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，本实施例提供一种电力核相的方法

首先，在参考端和待测端接入电压互感器，采集参考端和待测端的一个周期内二次正向过零点信号，根据我国与部分国家规定，电力线路的电压信号为50赫兹正弦周期信号，电网电压频率会随负载产生变化，为了避免出现混叠现象、栅栏和截断效应，确保离散傅立叶算法的准确性，为此，采用两个相邻周期正向过零点信号时间段内的电压信号。

为了提高离散傅立叶算法的实时性，考虑到任何一周期的相位角都是360度，为此，对采集到的正弦交流电进行精密全波整流，将整流后的信号频率变为原来的2倍，并通过锁相环倍频器将一个周期内的50Hz的工频信号变为18000HZ的采样信号，这样，经过滤波整流电路和锁相环倍频器后，原50Hz的工频信号变为18000HZ的采样信号，频率扩大到360倍，即每个周期信号采样360个点，即每一度都会存在一个采样点，在确保准确性的同时，提高了实时性，基于离散傅立叶算法相位差测量，原理简单，能够消除影响结果的直流分量和高次谐波，但是由于其采样的关系，导致因此实时性不如过零点检测法。

最后，利用A/D转换器将采样信号转化为数字信号，并利用离散傅立叶算法计算出参考端和待测端的相位差即可。

离散傅立叶变换有明确的物理意义，并具有严密完整的教学体系。离散傅立叶变换在信号频谱分析方面广泛使用，是重要的数学工具。经过A/D转换器得到的电压信号是一个正弦信号，通过模数转换采取离序列为u(k)，对正弦信号的采样次数为360次，则k的取自范围就是1到359，采样信号的时域表示为u(t)，按照离散傅立叶变换求出的基波分量频谱为：

基波的相位φ为：

参考端信号u₁(t)和待测端信号u₂(t)同时进行采样，设u₁(t)和u₂(t)经过离散傅立叶变换的基波分量分别为：

U₁(1)＝a₁+jb₁

U₂(1)＝a₂+jb₂

式中，a₁是参考端电压基频分量在复平面上的实部，b₁参考端电压基频分量在复平面上的虚部，a₂，b₂分别是待测端电压基频分量在复平面上的实部和虚部。

将U₁(1)和U₂(1)两式相比可以得出：

可以求出参考端信号u₁(t)和待测端信号u₁(t)之间的相位差为：

进而判断出是否可以核相。

通过上述方法，使采样信号满足在一个周期内，并且通过滤波整流电路和锁相环倍频器将工频信号的频率扩大到360倍使每一个相位角度都会存在1个采样点，提高了模数转换模块性能，避免了离散傅立叶算法采样在同一个周期内，容易出现混叠现象、栅栏和截断效应。提高了离散傅立叶算法的实时性，而，供电运营规则规定，在电网装机容量在300万千瓦以上的，频率波动在0.2Hz以内，实际运行频率偏差一般小于0.1Hz。根据经验可知，在半小时内电网频率波动对核相结果影响不大，一般一次核相操作在几分钟内就可以完成，为此，通过本方法在确保核相的准确性的同时，确保和并网的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种电力核相的方法，其特征在于，包括以下有效步骤：

a、首先在参考端和待测端接入电压互感器，采集参考端和待测端的二次正向过零点信号之间的正弦交流电信号；

b、对采集到的正弦交流电进行精密全波整流，将整流后的信号频率变为原来的2倍；

c、通过锁相环倍频器将一个周期内的50Hz的工频信号变为18000HZ的采样信号；

d、利用A/D转换器将采样信号转化为数字信号，并利用离散傅立叶算法计算出参考端和待测端的相位差即可。