电力输配电线路电气参数在线测量方法研究

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1、电力输配电线路电气参数在线测量方法研究摘要：文章介绍了一种电力输配电线路电气参数在线测量装置及方法，包括多个测量单元，每个测量单元均通过数据集中器与主站系统通信,测量单元Z间通过时钟同步单元进行时间同步，测量单元每隔设定时间通过一次CT即电流互感器及一次PT即电压互感器釆集在同一时间点下相应测量点同步相量数据，测量单元还通过量程切换电路与测量电流传感器和保护电流传感器相连，利用量程切换电路在线路岀现故障时仍能记录对应的波形，测量单元将采集数据通过数据集中器发送至主站系统。采用专属于配电系统的同步相量测量终端DPM

2、U,提升了配电网络数据采集的实时性与准确性。关键词：电力输配；电线路；电气参数；在线测量1概述电力系统运行、分析人员对电网特性的把握依赖于基于电网模型的实时监测分析。准确的电网参数是形成准确的电网模型进行电力系统计算的基础。因此，提高电网参数的准确性和可靠性，对特大电网的安全稳定运行具有重大意义。鉴于每条线路具体情况不同，而输电线路尤其是220kV及以上电压等级线路几乎都有与Z平行走向或同杆架设的运行线路，这给输电线路的参数测量带来很大干扰和困难。由于影响因素较多，加之设计理论计算中或多或少考虑欠周全，可能造成线

3、路实际参数与设计参数相差较大，进而影响状态估计、潮流计算、网损分析、故障分析和继电保护整定计算的准确率和计算结果的可靠性。所以DL/T584-95《3kV〜llOkV电网继电保护装置运行整定规程》和DL/T559-94《220kV〜500kV电网继电保护装置运行整定规程》要求110千伏以上线路都要提供工频参数实测值，以提高电网运行参数的可靠性和准确度为基础，保证基于电网运行参数的电力系统多个环节的计算、研究与分析工作。在线路参数实测工作中，由于线路过长、测量装置容量不足或者平行线路互感等因素的影响，线路停电测量方

4、式取得的实测参数经常与理论值相差较大，因而准确性被质疑。另外，目前的线路参数实测装置在测量过程中需耍线路停电，llOkV及以上线路停电会使电网结构变得薄弱，因此,电网运行管理部门需要一种更为准确的、在线的线路实测装置。如何在输配电系统正常运行情况下找到一种工作全面，高效的装置及方法来实现输配电线路的实时在线测量，是目前迫切需要解决的一个问题。2装置提出为解决上述问题，本研究的具体方案如下：电力输配电线路电气参数在线测量装置，包括多个测量单元，每个测量单元均通过数据集中器与主站系统通信，测量单元之间通过时钟同步单元

5、进行时间同步，测量单元每隔设定时间通过一次CT即电流互感器及一次PT即电压互感器采集在同一时间点下相应测量点同步相量数据，测量单元还通过量程切换电路与测量电流传感器和保护电流传感器相连，利用量程切换电路在线路出现故障时仍能记录对应的波形，测量单元将采集数据通过数据集中器发送至主站系统。其中：(1)时钟同步单元用于为测量单元提供准确的时钟，包括FPGA控制器、授时模块、恒温晶振、光发射器及光接收器；恒温晶振用于为FPGA控制器提供稳定的时钟，FPGA控制器与授时模块进行通信，授时模块通过授时天线获得测量单元的时钟，

6、授时模块通过串口将精确到秒级别的时间、坐?诵畔7•⑺椭?FPGA控制器，将精确到纳秒级别的准确时间通过Plush脉冲信号进行标定后发送至FPGA控制器，FPGA控制器再将时钟信号通过光发射器发送给测量单元，光接收器用于在授时天线架设不方便的情况下接收外界标准的时钟信号并传送至FPGA控制器。(2)授时模块根据应用选择GPS模式、北斗模式或GPS+北斗模式这三种模式中的一种。(3)测量单元包括DSP控制器、AD转换器及网络控制器；光接收器用于接收时钟同步单元发出的时钟信号，DSP控制器与网络控制器通信，网络控制器为

7、W5100型网络接口芯片，网络控制器与RJ45接口通信，RJ45接口通过网线、WIFI或3G对外通信；DSP控制器与SD卡进行通信；DSP控制器输入端还与AD转换器相连，AD转换器接收的信号是外部一次CT与PT获取的线路电压电流模拟量。DSP控制器对数字量的输入通过光电隔离后进行接收，对数字量输岀通过光电隔离后进行输出；DSP控制器还与光接收器及光发射器相连。AD转换器通过量程切换电路与测量CT和保护CT相连，测量CT通过第一并联电路与AD转换器的一路相连，第一并联电路包括两个并联单元，每个并联单元包括相串联的放

8、大器与拨码开关；测量CT及保护CT分别通过拨码开关与第二并联电路相连，第二并联电路与第一并联电路结构相同。(4)多个测量单元分别安装在电力线路的两端，每一端的电力线路的测量单元均通过数据集中器与主站系统相连。测量单元用于完成电力输配电线路的参数采集，该输配电线路参数主要包括线路两端的三相电压及电流同步相量数据。一个时钟同步单元可以连接六个测量单元，如需级联更多的测量单元，