电力网络定相系统及使用方法与流程

1.本发明涉及用电相位确定设备技术领域，具体涉及一种电力网络定相系统及使用方法。


背景技术：

2.10kv、35kv等变电站一般距离终端用户距离较远，且有可能经过架空线、电缆等混合线路，从而造成变电站出线侧的abc相序与用户侧的abc相序不一致，用户往往也无法真实区分实际的相序，一般只能通过电机正反转来确定顺序，然后假定这是abc相。长距离架空线，为了各相对地分布电容的平衡，也会进行换相处理，从而导致相序和位置不对应，给相序标注带来困难。以往的相序标注往往采用人工目视，即从变电站出发，沿架空线路人工目视线路，一但经过电缆，便无能为力。
3.环网柜合环、多线路联合供电时，必须进行核相；一旦接线错误将引起相间短路事故。目前核相设备只能在小范围内核定是否同相，不能测量出具体是abc哪一相。因此需要设计一种网络定相系统，能够对输配电线路进行相序识别和标注很有必要。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种电力网络定相系统及使用方法。
5.其技术方案是：电力网络定相系统，包括基站、卫星定位系统、主站服务器、手持机、传感器，所述基站定时采集某一区域线路的相位信号作为标准信号，并上传到主站服务器；所述卫星定位系统提供卫星授时或守时；所述传感器用于采集被测线路数据信号并发送到手持机；所述手持机向主站服务器申请同一时刻的基站的数据，通过比对两个相位数据，即可计算出所测量线路的真实相位。
6.进一步地，所述基站包括隔离降压整流整形单元、卫星定位系统单元、基准信号处理单元和上传模块，降压整流整形单元的输入端连接220v输入的电源，通过降压整流整形单元实现隔离、整流、滤波整形得到工频方波信号，工频方波信号连接基准信号处理单元的一输入端，基准信号处理单元的另一输入端连接卫星定位系统单元，用于测量北斗1pps脉冲，基准信号处理单元将1pps脉冲与工频方波上升沿的时间，并结合工频的具体值，即可得到该时刻基站测量的相位信号，该相位信号连接至上传模块，用于上传到服务器。
7.进一步地，所述卫星定位系统单元为北斗和gps双模卫星授时模块；进一步地，所述基准信号处理单元为单片机微处理器；所述上传模块为gsm或cdma模块。
8.进一步地，所述传感器包括感应单元、滤波整形单元和通信单元，来自感应单元的被测线路的电源通过滤波整形单元后得到工频方波信号，该工频方波信号连接至通信单元，用于无线连接手持机。
9.进一步地，所述感应单元采用钩式和/或针式设计，钩挂和/或针穿在被测线路上；
所述通信单元为无线发送模块，其频率为315 mhz或433mhz。
10.进一步地，所述手持机包括服务器信号接收单元、信号比较处理器、传感器信号接收单元和数据显示单元，服务器信号接收单元用于接收存储在服务器上基站测量的相位信号，传感器信号接收单元用于接收来自传感器的工频方波信号，信号比较处理器将基站测量的相位信号与工频方波信号相比对，若两者之差在0
±
x度之内，则传感器测量的是a相，如在120
±
x度之内，则测量的是b相，若两者之差在240
±
x度之内，则测量的是c相，这些信号值由数据显示单元显示。
11.进一步地，所述服务器信号接收单元为gsm或cdma模块。
12.进一步地，所述传感器信号接收单元为无线接收模块，其频率为315 mhz或433mhz。
13.进一步地，所述x是允许的误差范围，取x=45度。
14.网络定相系统的使用方法，首先将传感器与手持机配对，然后根据不同场景，选择进行网络定相、无网定相、远程核相或本地核相，其使用方法及自动控制过程如下：1.网络核相模式可以在有稳定gps信号和网络信号的地区进行核相使用，利用基站采集的相位数据作为标准，通过实时比对传感器测量的相位和基站相位来确定所测量线路的相序；当gps信号不稳定或丢失后，手持机会在一定时间内，自动利用内置极高精度时钟进行守时，以替代gps授时，即可以继续使用网络核相模式进行核相。守时倒计时结束后，手持机不再允许测量；2.无网核相模式适用于在无gps或网络信号的地方进行核相使用，如地下室。测量时，手持机暂时存储传感器测量的绝对角度，之后将手持机拿到有网络信号的地方进行联网，手持机申请基站同一时刻的历史数据，通过比对相同时刻传感器测量的相位和基站相位来确定所测量线路的相序；3.远程核相模式适用于定时测量传感器的绝对角度值并显示。使用时一般通过两套手持机和传感器得到两个绝对角度值，查看手持机的实时角度结果，测量人员通过对讲机，手机等实时通信工具汇报相同时间下的角度进行比对，判定是否同相。单一角度值无实际意义；4.本地核相适用于测量两个传感器的绝对角度值之差，从而判定是否同相。使用时把传感器接入待测量线路，查看手持机的实时核相结果。
15.本发明与现有技术相比的有益效果是：1、本发明中，创新性的采用北斗+gps双模卫星授时系统作为整个系统的时间基准，提高了测量精度，解决了传统设备无高精度时间基准的问题；2、本发明中，采用移动通信网络进行通信，并采用服务器进行数据中转，测量范围几乎不受影响，解决了传统设备只能测量相临线路，不能远距离测量的问题；3、本发明中，创新性的内置高精度时钟，可在无北斗卫星信号地方工作，扩大了使用范围；4、本发明中，通过创新型的软件算法，可在无移动网络信号的地方进行测量；5、本发明中，高压测量部分通过无线传感器进行感应测量，提高了安全性。
附图说明
16.图1是本发明结构组成示意图；图2是本发明中基站的结构组成示意图；图3是本发明中传感器的结构组成示意图；图4是本发明中手持机的结构组成示意图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.参照图1—4，一种电力网络定相系统，包括基站、卫星定位系统、主站服务器、手持机、传感器，所述基站定时采集某一区域线路的相位信号作为标准信号，并上传到主站服务器；所述卫星定位系统提供卫星授时或守时；所述传感器用于采集被测线路数据信号并发送到手持机；所述手持机向主站服务器申请同一时刻的基站的数据，通过比对两个相位数据，即可计算出所测量线路的真实相位。
19.所述基站包括隔离降压整流整形单元、卫星定位系统单元、基准信号处理单元和上传模块，降压整流整形单元的输入端连接220v输入的电源，通过降压整流整形单元实现隔离、整流、滤波整形得到工频方波信号，工频方波信号连接基准信号处理单元的一输入端，所述基准信号处理单元为单片机微处理器，基准信号处理单元的另一输入端连接卫星定位系统单元，所述卫星定位系统单元为北斗和gps双模卫星授时模块，用于测量北斗1pps脉冲，基准信号处理单元将1pps脉冲与工频方波上升沿的时间，并结合工频的具体值，即可得到该时刻基站测量的相位信号，该相位信号连接至上传模块，用于上传到服务器，上传模块为gsm或cdma模块。
20.所述传感器包括采用钩式和/或针式设计的感应单元、滤波整形单元和通信单元，感应单元钩挂和/或针穿在被测线路上，得到的被测线路的电源通过滤波整形单元后得到工频方波信号，该工频方波信号连接至通信单元，用于无线连接手持机；所述通信单元为无线发送模块，其频率为315 mhz或433mhz。
21.所述手持机包括服务器信号接收单元、信号比较处理器、传感器信号接收单元和数据显示单元，服务器信号接收单元用于接收存储在服务器上基站测量的相位信号，传感器信号接收单元用于接收来自传感器的工频方波信号，信号比较处理器将基站测量的相位信号与工频方波信号相比对，若两者之差在0
±
x度之内，则传感器测量的是a相，如在120
±
x度之内，则测量的是b相，若两者之差在240
±
x度之内，则测量的是c相，这些信号值由数据显示单元显示；所述x是允许的误差范围，取x=45度；所述服务器信号接收单元为gsm或cdma模块；所述传感器信号接收单元为无线接收模块，其频率为315 mhz或433mhz。
22.实施例：参照图1—4，一种电力网络定相系统，网络定相系统整套设备主要由基站、卫星定位系统、主站服务器、手持机、传感器组成。工作原理是：所述基站定时采集某一区域线路的相位信号作为标准信号并上传到主站服务器；所述卫星定位系统提供卫星授时或守时；所述传感器采
集被测线路信号并发送到手持机；所述手持机向服务器申请同一时刻的定相基站的数据，通过比对两个相位数据，计算出所测量线路的真实相位。
23.所述定相基站固定安装于某特定变电站，基站电源为ac100—240v， 50—60hz；基站信号输入为ac220v，50hz；基站内置有北斗+gps双模卫星授时模块、gsm模块、433mhz无线通讯模块，准确的按照卫星秒脉冲对电网三相系统电信号的a、b、c三相相序和相位进行实时自动监测，通过有线网、移动通信网络两种通信方式，基站定时采集某一区域线路的相位信号，并将其作为标准信号上传到主站服务器作为参考标准源；采用高防护铝箱，防水防尘，可用于户内和户外；可根据系统工作状态自动休眠，以节约网络流量；为全网通制式；多个定相基站可组成基站群，互为备份、增强系统可靠性。
24.所述手持机为工作人员随身携带，采用高亮彩色液晶显示屏，实时显示工作模式、测量或设置参数及显示手持机、传感器、卫星信号状态等信息；采用18650锂电池，3.7v、容量6700mah；内置有北斗+gps双模卫星授时模块、gsm模块、433mhz无线通讯模块，与服务器及传感器通讯并传输数据，支持接收gps 或北斗授时卫星信号进行时间同步，当卫星信号不稳定或丢失后，手持机会在一定时间内，自动利用内置极高精度时钟进行守时，以替代卫星授时；与传感器通信距离最大40米；测量时传感器采集被测线路信号并发送到手持机，手持机向服务器申请同一时刻的定相基站的数据，通过比对两个相位数据，就可以计算出所测量线路的真实相位；手持机带向量图和大字显示，方便直观；手持机显示详细信息，方便专业人员进行数据判定；手持机具有自动关机功能，无操作一定时间后将自动关机。
25.所述传感器采用聚合物锂电池，3.7v、容量500mah；输入电压20—200kv ac；直接输入电压最大500v/ac；内置有无线通讯模块，采用433mhz频率与手持机通讯并传输数据；顶端采用钩式+针式设计；测量时传感器采集被测线路信号并发送到手持机；若在一定时间内未接收到手持机发送的对时信号，传感器将自动关机，以节约电量；高压传感器：适用于测量1kv及以上线路，通过高压电场电压方式或经带电指示器测量；低压传感器：适用于测量低压220v/380v ac线路，通过直接接触测量；工作时安装于绝缘杆顶端，伸缩绝缘杆拉伸后最长约3米，具有轻便、防潮、耐高温、抗冲击、高绝缘、可伸缩等特点，连接传感器在线路中测试。
26.电力网络定相系统的使用方法，首先将传感器与手持机配对，然后根据不同场景，选择进行网络定相、无网定相、远程核相或本地核相，其使用方法及自动控制过程如下：1.网络核相模式可以在有稳定gps信号和网络信号的地区进行核相使用，利用基站采集的相位数据作为标准，通过实时比对传感器测量的相位和基站相位来确定所测量线路的相序；当gps信号不稳定或丢失后，手持机会在一定时间内，自动利用内置极高精度时钟进行守时，以替代gps授时，即可以继续使用网络核相模式进行核相。守时倒计时结束后，手持机不再允许测量；2.无网核相模式适用于在无gps或网络信号的地方进行核相使用，如地下室。测量时，手持机暂时存储传感器测量的绝对角度，之后将手持机拿到有网络信号的地方进行联网，手持机申请基站同一时刻的历史数据，通过比对相同时刻传感器测量的相位和基站相位来确定所测量线路的相序；3.远程核相模式适用于定时测量传感器的绝对角度值并显示。使用时一般通过两
套手持机和传感器得到两个绝对角度值，查看手持机的实时角度结果，测量人员通过对讲机，手机等实时通信工具汇报相同时间下的角度进行比对，判定是否同相。单一角度值无实际意义；4.本地核相适用于测量两个传感器的绝对角度值之差，从而判定是否同相。使用时把传感器接入待测量线路，查看手持机的实时核相结果。
27.本发明nps-3000电力网络定相系统，创新性的采用北斗+gps双模卫星授时系统作为整个系统的时间基准，提高了测量精度，解决了传统设备无高精度时间基准的问题；采用移动通信网络进行通信，并采用服务器进行数据中转，测量范围几乎不受影响；解决了传统设备只能测量相临线路，不能远距离测量的问题；创新性的内置高精度时钟，可在无北斗卫星信号地方工作，扩大了使用范围；；通过创新型的软件算法，可在无移动网络信号的地方进行测量；高压测量部分通过无线传感器进行感应测量，提高了安全性。
28.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。