用于不停电作业发电车的无线核相辅助装置、系统及方法与流程

本发明涉及不停电作业电源车领域，具体涉及一种用于不停电作业发电车的无线核相辅助装置、系统及方法。

背景技术：

1、不停电作业中经常采用中压10kv柴油发电车转移配网线路负荷，对负荷上端配网设施停电检修。不停电作业包括带电作业和旁路作业，发电作业是旁路作业中一种，也是未来不停电作业中的重要手段。在发电作业中的负荷转移作业中，当完成故障消除后，负荷需要由发电车供电转为由电网供电，因此发电车需要带负荷调节并网电压频率、幅值和相角，即完成核相，使得发电车带负载瞬间不会产生明显的冲击电流，造成发电车损伤。

2、但不停电作业的主要场景是城市配网，城市配网以电缆和环网柜为主，现行标准化环网柜设备仅可通过备用间隔接出进线开关的下端用于电压核相采样，而进线开关上端电压信息需要通过上级环网柜取得。城市工况中环网柜间距离通常超过500米以上，难以通过动力电缆连接，一次无法完成负荷转移作业中的接线方式，从而无法完成核相。现有的无线核相装置是用于在分段开关操作前的核相使用，是一种检测装备，既不能在分段开关不满足核相条件下通过调节发电车输出电压使开关满足核相条件，也不能够在满足核相要求下自动完成闭合开关操作。

3、因此，需要一种用于不停电作业发电车的无线核相装置，保证作业安全性。

技术实现思路

1、发明目的：本发明提出一种用于不停电作业发电车的无线核相辅助装置、系统及方法，解决城市配网电缆工况中难以通过有线方式采集开关两侧电压信息的问题，从而在不接入开关上端接线的情况下完成进线开关核相。

2、技术方案：第一方面，提供一种用于不停电作业发电车的无线核相辅助装置，包括：三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块、控制模块、无线通讯模块，三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块和无线通讯模块均与控制模块相连；

3、所述三相电流采集模块，用于通过接入上级环网柜中与本级环网柜相连的开关间隔的电流互感器，连续采集线路分支的三相电流信息，三相电流的采集时机为发电车并入电网接受负荷转移之前；所述三相电压采集模块，用于通过接入上级环网柜的电压互感器，连续采集母线侧三相电压信息，三相电压采集的时机为发电作业结束后负荷从发电车转移回电网时；所述对时模块，用于在进行电流、电压信息采集时与发电车并机并网控制器通过b码完成对时；所述控制模块，用于控制电流和电压信号采集、对时和无线通讯，完成电流电压信号采集量加载时标信息；所述无线通讯模块，用于向发电车并机并网控制器发送采集的电流、电压信号及对应的时标信息；

4、其中，所述无线通讯模块发送的带有时标的电流信息，被发电车并机并网控制器用来作为控制是否断开分段开关的依据；所述无线通讯模块发送的带有时标的电压信息，被发电车并机并网控制器用来对预测的电压进行校正，并基于校正后的电压信息调整发电机组以及电压核相确认。

5、优选地，无线核相辅助装置还包括供电模块，供电模块与三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块、控制模块、无线通讯模块连接，为各个模块提供稳定的低压直流供电，并具备储能和充电能力。

6、优选地，所述三相电压采集模块连接上级环网柜电压传感器，采集分段开关上端的电压幅值u0和电压相角th0，所述对时模块获得对应采集电压幅值u0和电压相角th0时的时标信息，所述发电车并机并网控制器根据带有时标的电压幅值u0和电压相角th0，校正预测的电压幅值u1和电压相角th1，得到校正后的电压幅值u2和电压相角th2；所述发电车并机并网控制器根据校正后的电压幅值u2和电压相角th2与分段开关下端的电压幅值u3和电压相角th3之间的差值进行核相确认。

7、优选地，所述对时模块的对时过程包括单位时间校核和计时开始时刻校核，对单位时间的校核不超过1ms，对计时开始时刻的校核可以在对时过程的任意时刻。

8、第二方面，提供一种用于不停电作业发电车的无线核相系统，包括：无线核相辅助装置、发电车并机并网控制器，

9、所述无线核相辅助装置包括：三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块、控制模块、无线通讯模块，三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块和无线通讯模块均与控制模块相连；所述三相电流采集模块，用于通过接入上级环网柜中与本级环网柜相连的开关间隔的电流互感器，连续采集线路分支的三相电流信息，三相电流的采集时机为发电车并入电网接受负荷转移之前；所述三相电压采集模块，用于通过接入上级环网柜的电压互感器，连续采集母线侧三相电压信息，三相电压采集的时机为发电作业结束后负荷从发电车转移回电网时；所述对时模块，用于在进行电流、电压信息采集时与发电车并机并网控制器通过b码完成对时；所述控制模块，用于控制电流和电压信号采集、对时和无线通讯，完成电流电压信号采集量加载时标信息；所述无线通讯模块，用于向发电车并机并网控制器发送采集的电流、电压信号及对应的时标信息；

10、所述发电车并机并网控制器被配置为：基于所述无线通讯模块发送的带有时标的电流信息，确定是否断开分段开关，以便将负荷转移至发电车；所述发电车并机并网控制器还被配置为：基于所述无线通讯模块发送的带有时标的电压信息，对预测的电压进行校正，并基于校正后的电压信息调整发电机组以及电压核相确认，以便闭合开关将负荷转移回电网。

11、优选地，无线核相辅助装置还包括供电模块，供电模块与三相电流采集模块、三相电压采集模块、对时模块、控制模块、无线通讯模块连接，为各个模块提供稳定的低压直流供电，并具备储能和充电能力。

12、优选地，所述三相电压采集模块连接上级环网柜电压传感器，采集分段开关上端的电压幅值u0和电压相角th0，所述对时模块获得对应采集电压幅值u0和电压相角th0时的时标信息，所述发电车并机并网控制器根据带有时标的电压幅值u0和电压相角th0，校正预测的电压幅值u1和电压相角th1，得到校正后的电压幅值u2和电压相角th2；所述发电车并机并网控制器根据校正后的电压幅值u2和电压相角th2与分段开关下端的电压幅值u3和电压相角th3之间的差值进行核相确认。

13、第三方面，提供一种不停电作业发电车的无线核相方法，利用如第一方面所述的无线核相辅助装置和发电车并机并网控制器配合实现不停电作业操作中的核相操作，或者利用如第二方面所述的无线核相系统实现不停电作业操作中的核相操作，所述方法包括以下步骤：

14、s1、在负荷转移至发电车之前，由无线核相辅助装置检测分段开关电流，并将电流数据发送给发电车并机并网控制器，发电车并机并网控制器通过逐步提升发电功率直至流经分段开关的电流降低至指定电流i1，然后断开分段开关的同时将负荷转移，由发电车提供频率和电压支撑；

15、s2、在发电作业结束后，无线核相辅助装置实时检测分段开关上端的电压幅值和相角，并将电压幅值和相角信息与对应的时标信息发送回发电车并机并网控制器，用于校正并机并网控制器预测的实时的电压幅值和相角值，从而完成分段开关核相，保证分段开关合闸成功。

16、优选地，步骤s1包括：

17、连接好发电车动力电缆，启动并机并网控制器和无线核相辅助装置并检查通讯正确，并机并网控制器开关控制接口接入分段开关电动操作器上；

18、无线核相辅助装置的三相电流采集模块连接至分段开关间隔电流传感器上，选择电流检测模式，无线核相辅助装置检测分段开关电流的同时通过对时模块获得对应的时标信息，通过无线通讯模块实时向发电车并机并网控制器发送带有时标的电流信息；

19、发电车并机并网控制器控制发电车提升功率，并实时监测无线核相辅助装置传回的电流信息，当分段开关电流降低至i1后，并机并网控制器自动控制拉开分段开关，并将发电机组运行模式由恒定功率输出变为频率电压支撑。

20、优选地，步骤s2包括：

21、无线核相辅助装置通过对时模块与发电车并机并网控制器进行b码对时通讯，校核单位时间和计时开始时刻；

22、无线核相辅助装置放置到上级环网柜处，三相电压采集模块连接上级环网柜电压传感器采集分段开关上端的电压幅值u1和相角th1信号，同时通过对时模块获得对应的时标信息，通过无线通讯模块实时向发电车并机并网控制器发送带有时标的电压幅值u0和th0；

23、发电车并机并网控制器根据无线核相辅助装置实时传回的带有时标的电压信息u0和th0，对预测的电压幅值u1和电压相角th1进行校正，得到校正后的预测电压幅值u2和电压相角th2；

24、发电车并机并网控制器实时监测分段开关下端电压幅值u3和相角th3，同时根据分段开关上端校正后的预测电压幅值和相角调整发电机组，并且当分段开关上端校正后的预测电压幅值u2与下端实际测量的电压幅值u3的差值低于指定阈值，并且分段开关上端校正后的预测电压相角th2与下端实际测量的电压相角th3之差低于指定阈值时，认定完成核相同时控制闭合分段开关。

25、优选地，对预测的电压幅值u1和电压相角th1进行校正包括：

26、设时刻ti与时刻tj之间相差并机并网控制器的一个计算周期，ti时刻发电机并机并网控制器校正后得到分段开关上端电压幅值u2ti和相角th2ti，tj时刻发电车并机并网控制器收到无线核相辅助装置发送的ti时刻采集的分段开关上端电压幅值u0ti和相角th0ti，tj时刻预测的分段开关上端电压幅值u1tj和相角th1tj根据下式计算：

27、u1tj＝u2ti

28、thitj＝th2ti+fti x(tj-ti)

29、其中，fti为ti时刻计算的电网电压频率；

30、根据u0ti和th0ti校正u1tj和thitj，得到校正后的tj时刻电压幅值u2tj和相角th2tj，计算公式如下：

31、u2tj＝u1tj+(u1ti-u0ti)

32、th2tj＝th1tj+(th1ti-th0ti)

33、其中，u1ti表示对应于ti时刻的电压幅值预测值，th1ti表示对应于ti时刻的电压相角预测值。

34、本发明具有以下有益效果：本发明针对城市配网电缆工况中难以通过有线方式采集开关两侧电压信息的问题，提出一种用于不停电作业发电车的无线核相辅助装置，通过三相电流采集模块在发电车并网之前检测流经分段开关的电流，发电功率逐步提升至能够支撑负荷，保证负荷转移的安全性；在发电作业结束后，通过三相电压采集模块实时检测分段开关上端的电压幅值和相角，结合时标信息，配合发电车并机并网控制器进行分段开关的核相确认，保证分段开关合闸成功。本发明提出的无线核相辅助装置可以与发电车通讯，并辅助调节发电车的输出电压频率、幅值和相角，分段开关两侧电压频率、幅值、相角满足核相要求，通过发电车并机并网控制器完成分段开关的自动合闸操作，保护发电车的安全。