CN108614165A - 故障指示器安装相序的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障指示器安装相序的识别方法，包括汇集单元对采集单元进行对时和同步；采集单元同步采集各相电流和电压数据；汇集单元获取各相电流和电压数据，计算电流与电压之间的相位差；得到各相的电流相位系数并重新计算各相电流；以B相电流为基准，计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差；确定采集单元所在的实际相线，完成采集单元安装相序的识别。本发明方法通过汇集单元和采集单元全程自动实现，无需人为干预，效率高，而且弥补了人为操作可能带来的错误；同时解决了单个采集单元挂装电流反相的问题，为故障录波定位准确性提供了可靠性保证。

Description

故障指示器安装相序的识别方法

技术领域

本发明具体涉及一种故障指示器安装相序的识别方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

配电技术在电网中占据着至关重要的位置，同时也是电网中的薄弱环节。在线监测设备作为是电力系统自动化技术的重要设备之一，因其具有能够自动识别短路、接地等故障以及监测电力线路的运行状态等功能已经在电力系统中广泛使用。在线监测设备一般由一台汇集单元和3只采集单元组成，3只采集单元分别安装在电力线路A、B、C三相上。当故障发生时，各采集单元通过微功率无线把各自的数据发给汇集单元，汇集单元再通过gprs把数据传送给主站进行故障定位。

目前，在采集单元现场挂装之前，汇集单元已经对三个采集单元组网来确定其相位，并用标签纸标注其相位如ABC，到现场安装时在安装到对应的线路相别上。但上述的方法均存在明显缺点：现场线路相序难以确定，特别是AC相线路无法确定，导致现场安装时无法准确把带有相序的采集单元安装到对应的线路上，最终导致现场发生故障时无法正确选线，而且一旦错误发生后，错误发现和错误纠正都极为困难。另外，对于单个采集单元来说，其电场相位不受其CT开口挂装方向的影响，但其电流相位会随着其CT开口挂装方向不同而反相180°，因此在采集单元上用标签纸标注了电流挂装方向。但现场安装人员难以准确的按照标定电流方向挂装，这样会导致故障时零序电流的暂态方向错误，最终导致故障定位失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速对故障指示器的安装相序进行识别，而且识别准确率高的故障指示器安装相序的识别方法。

本发明提供的这种故障指示器安装相序的识别方法，包括如下步骤：

S1.汇集单元对采集单元进行对时，同时各采集单元实现采集单元之间的系统时间和采样点位置的同步；

S2.汇集单元下发录波指令，各采集单元同步采集各相的电流和电压数据；

S3.汇集单元获取各相采集单元采集的电流和电压数据，计算得到各相的电流与电压之间的相位差；

S4.根据步骤S3得到的各相的电流与电压之间的相位差得到各相的电流相位系数，从而重新计算得到相位校正后的各相电流数据；

S5.以B相电流为基准，分别计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差

S6.根据步骤S5得到的相位差和确定采集单元所在的实际相线，从而完成采集单元安装相序的识别。

步骤S2所述的汇集单元下发录波指令，具体为汇集单元同时下发三路录波指令给三相采集单元并触发三相采集单元进行同步录波，或者汇集单元下发录波指令给任一相的采集单元，并由该相采集单元同步触发剩余的两相采集单元进行同步采样。

步骤S3所述的计算各相的电流与电压之间的相位差，具体为采用离散傅里叶算法计算得到各相的电流与电压之间的相位差。

步骤S4所述的根据各相的电流与电压之间的相位差得到各相的电流相位系数，具体为采用如下规则计算电流相位系数：

若电流和电压之间的相位差在0°～90°，则电流相位系数为1；

若电流和电压之间的相位差在90°～180°，则电流相位系数为-1。

步骤S4所述的重新计算各相的电流数据，具体为将得到的电流相位系数乘以对应的电流数据，从而重新计算得到相位校正后的各相电流数据。

步骤S5所述的计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差具体为采用离散傅里叶算法计算得到相位差。

步骤S6所述的根据相位差和确定采集单元所在的实际相线，具体为采用如下规则进行判定：

若且则A相采集单元所在线路的相位为C相，C相采集单元所在线路的相位为A相；

若且则A相采集单元所在线路的相位为A相，C相采集单元所在线路的相位为C相。

本发明提供的这种故障指示器安装相序的识别方法，利用各相同步采样的电流和电压数据，获得挂装的电流相位系数，确保该采集单元电流相位准确，然后通过相位差确认ABC三相的相序，因此本发明方法通过汇集单元和采集单元全程自动实现，无需人为干预，效率高，而且弥补了人为操作可能带来的错误；同时解决了单个采集单元挂装电流反相的问题，为故障录波定位准确性提供了可靠性保证。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程图。

图2为本发明方法的ABC三相电流关系示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种故障指示器安装相序的识别方法，包括如下步骤：

S1.汇集单元对采集单元进行对时，同时各采集单元实现采集单元之间的系统时间和采样点位置的同步；确保在任一时刻，三相采样的电流和电场数据时同步的，同步精度在100us以内；

S2.汇集单元下发录波指令，各采集单元同步采集各相的电流和电压数据；具体为汇集单元同时下发三路录波指令给三相采集单元并触发三相采集单元进行同步录波，或者汇集单元下发录波指令给任一相的采集单元，并由该相采集单元同步触发剩余的两相采集单元进行同步采样；

S3.汇集单元获取各相采集单元采集的电流和电压数据，采用离散傅里叶算法计算得到各相的电流与电压之间的相位差；

S4.根据步骤S3得到的各相的电流与电压之间的相位差得到各相的电流相位系数，从而重新计算各相的电流数据；具体为采用如下规则计算电流相位系数：

若电流和电压之间的相位差在0°～90°，说明CT挂装与电场方向一致，则电流相位系数为1；

若电流和电压之间的相位差在90°～180°，说明CT挂装与电场方向相反，则电流相位系数为-1；

然后，将得到的电流相位系数乘以对应的电流数据，从而重新计算得到相位校正后的各相电流数据；

对于单个采集单元来说，其电场相位不受其CT开口挂装方向的影响，但其电流相位会随着其CT开口挂装方向不同而反相180°；一般的，纯电阻负载电压和电流同相位；电阻和电容组成的负载电流超前电压0～90度；电阻和电感组成的负载电流滞后电压0～90度。通过电流相位系数，反应采集单元CT挂装方向；

S5.以B相电流为基准，分别计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差

由于在现场，B相线设置在三相线的中间，因此一般B相线上的采集单元不会出现挂接错误的问题，因此此处认定B相采集单元采集的电流数据即为B相电流，即默认现场B相采集单元不会挂错相序；

再然后，采用离散傅里叶算法计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差

S6.根据步骤S5得到的相位差和确定采集单元所在的实际相线，从而完成采集单元安装相序的识别；具体为采用如下规则进行判定：

若且则A相采集单元所在线路的相位为C相，C相采集单元所在线路的相位为A相；

若且则A相采集单元所在线路的相位为A相，C相采集单元所在线路的相位为C相；

一般的，在电力系统中，ABC三相电流关系如图2所示。B相电流滞后A相电流120度，C相电流滞后B相电流120度即若且则A相采集单元所在架空线路的相位为A相，C相采集单元所在架空线路的相位为C相；ABC三相挂装正确；若且则A相采集单元所在架空线路的相位为C相，C相采集单元所在架空线路的相位为A相即AC相挂错。考虑三相同步的误差和现场阻抗特性的影响，数据120°可允许正负10°的波动。

最后，若AC相挂装错误，则重新组网AC相；若AC相挂装无误，则不需要重新组网；汇集单元通过微功率无线的方式对采集单元实施组网。

本申请提供的这种安装相序的识别方法，可用于其他任何需要进行安装相序识别的电子设备，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。

Claims (7)

1.一种故障指示器安装相序的识别方法，包括如下步骤：

S1.汇集单元对采集单元进行对时，同时各采集单元实现采集单元之间的系统时间和采样点位置的同步；

S2.汇集单元下发录波指令，各采集单元同步采集各相的电流和电压数据；

S3.汇集单元获取各相采集单元采集的电流和电压数据，计算得到各相的电流与电压之间的相位差；

S4.根据步骤S3得到的各相的电流与电压之间的相位差得到各相的电流相位系数，从而重新计算得到相位校正后的各相电流数据；

S5.以B相电流为基准，分别计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差

S6.根据步骤S5得到的相位差和确定采集单元所在的实际相线，从而完成采集单元安装相序的识别。

2.根据权利要求1所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S2所述的汇集单元下发录波指令，具体为汇集单元同时下发三路录波指令给三相采集单元并触发三相采集单元进行同步录波，或者汇集单元下发录波指令给任一相的采集单元，并由该相采集单元同步触发剩余的两相采集单元进行同步采样。

3.根据权利要求2所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S3所述的计算各相的电流与电压之间的相位差，具体为采用离散傅里叶算法计算得到各相的电流与电压之间的相位差。

4.根据权利要求3所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S4所述的根据各相的电流与电压之间的相位差得到各相的电流相位系数，具体为采用如下规则计算电流相位系数：

若电流和电压之间的相位差在0°～90°，则电流相位系数为1；

若电流和电压之间的相位差在90°～180°，则电流相位系数为-1。

5.根据权利要求4所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S4所述的重新计算各相的电流数据，具体为将得到的电流相位系数乘以对应的电流数据，从而重新计算得到校正相位后的各相电流数据。

6.根据权利要求5所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S5所述的计算A相与B相之间的相位差和B相与C相之间的相位差具体为采用离散傅里叶算法计算得到相位差。

7.根据权利要求6所述的故障指示器安装相序的识别方法，其特征在于步骤S6所述的根据相位差和确定采集单元所在的实际相线，具体为采用如下规则进行判定：

若且则A相采集单元所在线路的相位为C相，C相采集单元所在线路的相位为A相；

若且则A相采集单元所在线路的相位为A相，C相采集单元所在线路的相位为C相。