CN105929258A - 一种变电站启动测试无线核相调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站启动测试无线核相调试方法，其方法为：GPS/北斗卫星用来为系统提供精准的绝对时间，供给射频无线授时模块。射频无线授时模块利用GPS/北斗的秒脉冲，给不同的数据采集模块提供精准的授时脉冲。各数据采集模块采集被核相设备中的三相电压，并根据授时脉冲对采集到的数据打时间戳，记录数据的生成时刻，并实时将数据以无线通信的方式发送到数据处理与分析终端。数据处理与分析终端按照接收数据的时间，对不同数据采集模块发送的数据进行处理，提取不同相序中数据的基波分量及相位，最终将数据处理结果通过显控平台进行显示。本发明解决了被核相中信号幅度差异大、包含谐波分量及屏柜相距较远等问题，提高了变电站启动核相调试工作的准确性和可靠性。

Description

一种变电站启动测试无线核相调试方法

技术领域

本发明涉及一种变电站启动测试无线核相调试方法，属于智能变电站自动化技术领域。

背景技术

在变电站启动调试的过程中，核相是校验线路连接正确与否、避免不同相序调换接线的不可或缺工作，对后级的保护、测控进行正确动作或可靠测量具有十分重要的意义。当前，变电站启动中核相工作一般采用万用表进行，将万用表的两个表笔接入被核相的相序，通过读取万用表的幅度来反映被核相之间信号的压差和角差。这种方法在被核相信号的幅度相同、相角均衡等且仅包含基波成分时，测试结果并无问题。然而，由于变电站实际启动过程中情况的复杂性，经常出现各种非理想情况下的核相问题：如异电源核相时被核相之间幅度差别较大、相角差不均衡，导致万用表读数与理想情况偏差较大；且由于电源、设备参数的非线性，各相信号往往存在一些谐波分量，这些情况往往会导致万用表读数跳变，无法准确获取不同相之间的基波分量的幅度和相位差。此外，当被核相的屏柜之间相距较远，尤其是跨小室核相时，由于万用表的表笔长度有限，需要采用较长的线缆取代，这种方法一方面需要单独准备较长的拉线，布放和收线工作非常繁琐；另一方面小室间来往人员或车辆容易影响拉线的连接，对启动调试工作造成不良影响。

因此，现有的变电站启动核相调试工作采用万用表测量被核相设备来实现，本质上是通过万用表的标量读数来反映被核相之间的幅度差和相位差，这种方法在被核相的幅度不同、相位差不均衡、信号中存在谐波分量时，测量结果存在误差偏大的问题，且在被核相的屏柜相距较远时，需要准备较长的拉线，布放和收线工作繁琐的同时，也给站内的环境和测试本身带来一定的影响。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种测试原理简单，方法高效的变电站启动测试无线核相调试方法，该方法通过无线数据传输通信和信号处理，解决了被核相中信号幅度差异大、包含谐波分量及屏柜相距较远等问题，提高了变电站启动核相调试工作的准确性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

一种变电站启动测试无线核相调试方法，其方法步骤包括如下：

（1）测试节点进入同步状态；无线核相调试系统判断是否需要绝对时间同步（如站与站之间需要信息比对，则需要采用绝对时间同步），当系统需要绝对时间同步时，选择绝对时间同步方式进入同步，此时射频无线授时模块接收GPS/北斗卫星的秒脉冲，待授时的秒脉冲信号有效时，对各数据采集模块的测量节点进行授时通信；

若无线核相调试系统不需要绝对时间同步，则系统采用相对时间同步模式，直接通过射频无线授时模块对各测量节点进行同步授时；

2).采集数据并打时间戳以及数据上传；各数据采集模块通过数据采集探头接入被核相设备的三相电压，建立采集系统的测量节点与被核相设备之间的连接；

当系统进入同步后，由数据处理与分析终端通过下发命令的方式，让各数据采集模块开始同步采集被核相设备的电压数据；

各数据采集模块在采集到电压数据时并将电压数据进行打时间戳处理，记录下数据的采集时刻，并利用无线数据通信的方式将数据上传到数据处理与分析终端；

3).终端数据处理与分析；数据处理与分析终端在接收到不同测量节点发送的电压数据后，对电压数据进行解析并处理；数据处理与分析终端得到同一时刻不同测量节点采集到的被核相设备的电压采样值，通过FFT变换的方式，对不同数据采集模块发送的数据进行处理，提取不同相序中数据的基波分量及相位，计算不同相序数据的幅度和相位大小；

4).根据数据处理与分析终端的计算结果，以某一路信号为参考相，将其他各相路电压信号数据通过显控平台进行显示。

所述步骤1）中，无线核相调试系统根据是否需要站与站之间的信息交互来决定采用绝对同步或相对时间同步的授时方式，所采用的时间同步方式更为灵活。

所述步骤2）中，无线核相调试系统在数据采集端以打时标的方式技术数据采集并生成的时间，避免了后级数据通信而造成的时间延迟对数据处理的影响。

进一步的，所述步骤3）中，数据处理与分析终端获取各测量节点上传的被核相设备各相电压信号的不同谐波波次幅度和相位，并提取某一测量节点的A相路电压中的基波作为参考相，计算出其他所有相电信号相对此路信号A相电压的幅度和相位大小。

进一步的，所述步骤4）中，所述显控平台以某一路信号为参考相，将其他各相路电压信号以波形显示或文本框形式显示。

进一步的，所述步骤4）中，数据处理与分析终端的计算结果通过存储设备进行保存处理。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明通过无线通信方式将核相时的采集数据信息实时上传至信号处理终端，由信号处理终端将数据进行分析，通过FFT变换提取基波的幅度和相位，并校验被核相之间的基波信号的幅度和相位差异，解决了被核相中信号幅度差异大、包含谐波分量及屏柜相距较远等问题，测试原理简单，方法高效。

（2）其利用无线通信方式的简洁性，结合信号处理提取信号的基波分量和相位的原理，实现变电站启动测试中无线核相的方法。根据系统对数据同步要求的不同，采用精准的绝对时间同步或相对时间同步的方法，对各分布式数据采集模块等测量节点进行授时，并在系统进入同步状态后由数据处理和分析终端下发数据采集命令，保证各测量节点在同一时刻进行数据采集。

（3）通过打时间戳的方式，保证了各路信号在后续处理环节中时间比对的正确性。

（4）根据终端FFT信号处理提取到的各路信号谐波分量结果，获得了基波分量的幅度和相位大小，并以某设备A相电压为参考，通过显控直观的给出了各路信号的幅度和相位，实现了核相工作的测量简洁、结果准确，解决了采用万用表核相时被核相屏柜相距较远时拉线过长、谐波分量影响测量结果等现象，有效地提高了变电站启动调试的效率和测量结果的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明变电站启动无线核相调试方法原理图；

图2为本发明的变电站启动测试无线核相调试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

现有的变电站启动核相调试工作采用万用表测量被核相设备来实现，本质上是通过万用表的标量读数来反映被核相之间的幅度差和相位差。这种方法一方面在被核相的幅度不同、相位差不均衡、信号中存在谐波分量时，测量结果存在偏大的偏差；另一方面，在被核相的屏柜相距较远时需要准备较长的拉线，布放和收线工作繁琐，同时也给站内的环境和测试本身带来一定的影响。本发明通过无线数据传输通信和信号处理，解决核相工作中存在的测量结果不准确、拉线过长的问题，测试系统简洁高效，测量结果准确可靠。

图1为变电站启动无线核相调试方法的原理图。其中，GPS/北斗卫星用来为系统提供精准的绝对时间，供给射频无线授时模块。射频无线授时模块利用GPS/北斗的秒脉冲，给不同的数据采集模块提供精准的授时脉冲。各数据采集模块采集被核相设备中的三相电压，并根据授时脉冲对采集到的数据打时间戳，记录数据的生成时刻，实时将数据以无线通信的方式发送到数据处理与分析终端。数据处理与分析终端根据接收数据的时间，对不同数据采集模块发送的数据进行处理，提取不同相序中数据的基波分量及相位，将数据通过显控平台进行显示。同时，将数据进行保存处理，以便后续的分析和研究。需要说明的是，考虑到核相仅需要对比同一时刻两个被核相设备的基波幅度和相位，本无线核相调试方法不要求采用GPS/北斗卫星来实现绝对时间同步，即只要能保证所有的数据采集模块的采样在同一时刻，射频无线授时模块所发送的时间信息也可以是相对时间。

根据图1中所变电站无线核相调试方法的原理，一种变电站启动测试无线核相调试方法分为四个步骤，其解析流程如图2所示：

一种变电站启动测试无线核相调试方法，其方法步骤如下：

1) 根据系统是否需要精准的绝对时间同步，选择系统是否需要采用GPS/北斗卫星发出的秒脉冲信号进行同步。当需要进行站与站信息比对时，选择绝对时间同步方式进入同步，此时射频无线授时模块接收GPS/北斗卫星的秒脉冲，待授时的秒脉冲信号有效时，对各数据采集模块等测量节点进行授时通信；若系统不需要绝对时间同步，则采用相对同步模式，直接通过射频无线授时模块对各测量节点进行同步授时。

2).各数据采集模块通过采集探头接入被核相设备的三相电压，建立采集系统等测量节点与被核相设备之间的有效连接。当系统进入同步后，可以由数据处理与分析终端通过下发命令的方式，让各采集模块开始同步采集被核相设备的电压数据。由于系统已经进入同步，各数据采集模块在采集到数据时将数据进行打时间戳处理，记录下数据的采集时刻，并利用无线数据通信的方式将数据上传到数据处理与分析终端。

3).数据处理与分析终端在接收到不同测量节点发送的数据后，对数据进行解析并处理。由于数据在生成时就已经进行了打时间戳处理，即使在后续的上传过程中由于网络流量等原因造成数据通信存在延时，数据处理与分析终端仍可以得到同一时刻不同被核相设备的采样值。终端通过FFT变换的方式，获取各节点上传被核相设备各路信号的不同谐波波次幅度和相位，并提取某一测量节点的A相电压中的基波作为参考相，计算出其他所有路信号相对此路信号的幅度和相位大小。

4).根据数据处理与分析终端的计算结果，以某一路信号为参考相，给出其他各路信号的波形显示或文本框显示。为实时显示系统的情况，可以令显控平台每秒钟刷新一次数据，动态给出系统的最新状态。

本发明利用无线通信方式的简洁性，结合信号处理提取信号的基波分量和相位的原理，实现变电站启动测试中无线核相的方法。根据系统对数据同步要求的不同，采用精准的绝对时间同步或相对时间同步的方法，对各分布式数据采集模块等测量节点进行授时，并在系统进入同步状态后由数据处理和分析终端下发数据采集命令，保证各测量节点在同一时刻进行数据采集；通过打时间戳的方式，保证了各路信号在后续处理环节中时间比对的正确性。根据终端FFT信号处理提取到的各路信号谐波分量结果，获得了基波分量的幅度和相位大小，并以某设备A相电压为参考，通过显控直观的给出各路信号的幅度和相位，实现了核相工作的测量简洁、结果准确，解决了采用万用表核相时被核相屏柜相距较远时拉线过长、谐波分量影响测量结果等现象，有效地提高了变电站启动调试的效率和测量结果的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1. 一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，其方法步骤包括如下：

1）测试节点进入同步状态；根据无线核相调试系统判断是否需要绝对时间同步，当需要绝对时间同步时，选择绝对时间同步方式进入同步，此时射频无线授时模块接收GPS/北斗卫星的秒脉冲，待授时的秒脉冲信号有效时，对各数据采集模块的测量节点进行授时通信；

若无线核相调试系统不需要绝对时间同步，则系统采用相对时间同步模式，直接通过射频无线授时模块对各测量节点进行同步授时；

2).采集数据并打时间戳以及数据上传；各数据采集模块通过数据采集探头接入被核相设备的三相电压，建立采集系统的测量节点与被核相设备之间的连接；

当系统进入同步后，由数据处理与分析终端通过下发命令的方式，让各数据采集模块开始同步采集被核相设备的电压数据；

各数据采集模块在采集到电压数据后将电压数据进行打时间戳处理，记录下数据的采集时刻，并利用无线数据通信的方式将数据上传到数据处理与分析终端；

3).终端数据处理与分析；数据处理与分析终端在接收到不同测量节点发送的电压数据后，对电压数据进行解析并处理；数据处理与分析终端得到同一时刻不同测量节点采集被核相设备的电压采样值，数据处理与分析终端通过FFT变换的方式，对不同数据采集模块发送的数据进行处理，提取不同相序中数据的基波分量及相位，计算相序中数据的幅度和相位大小；

4).根据数据处理与分析终端的计算结果，以某一路信号为参考相，将其他各相路电压信号数据通过显控平台进行显示。

2. 根据权利要求1所述的一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，所述步骤1）中，无线核相调试系统根据是否需要站与站之间的信息交互来决定采用绝对同步或相对时间同步的授时方式，所采用的时间同步方式更为灵活。

3. 根据权利要求1所述的一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，所述步骤2）中，无线核相调试系统在数据采集端以打时标的方式技术数据采集并生成的时间。

4. 根据权利要求1所述的一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，所述步骤3）中，数据处理与分析终端获取各测量节点上传的被核相设备各相电压信号的不同谐波波次幅度和相位，并提取某一测量节点的A相路电压中的基波作为参考相，计算出其他所有相电信号相对此路信号A相电压的幅度和相位大小。

5. 根据权利要求1所述的一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，所述步骤4）中，所述显控平台以某一路信号为参考相，将其他各相路电压信号以波形或文本框形式显示。

6. 根据权利要求1所述的一种变电站启动测试无线核相调试方法，其特征在于，所述步骤4）中，数据处理与分析终端的计算结果通过存储设备进行保存处理。