本实用新型专利技术公开了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，所述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。本实用新型专利技术采用专属于配电系统的同步相量测量终端DPMU，提升了配电网络数据采集的实时性与准确性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电力系统运行
，尤其涉及一种电力输配电线路电气参数 在线测量装置及方法。
技术介绍
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 都有与之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~IlOkV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、研宄与分析工作。 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要线路停电，IlOkv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。 总而言之，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：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。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本技术公开了电力输配电线路电气参数在线测 量装置及方法，本技术对输配电线路进行实时的在线测量，它具有能实时监测线路阻 抗，结构设计合理，实用性强，成本低，工作效率高的优点。 为实现上述目的，本技术的具体方案如下： 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，所述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。 所述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；所述恒温晶振用于为FPGA控制器提供稳定的时钟，所 述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，授时模 块通过串口将精确到秒级别的时间、坐标信息发送至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，所述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。 所述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。 所述测量单元包括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，所述DSP控制器与网络控制器通信，网络控制器为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； 所述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。 所述DSP控制器对数字量的输入通过光电隔离后进行接收，对数字量输出通过光 电隔离后进行输出；所述DSP控制器还与光接收器及光发射器相连。 所述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。 所述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，光发射器用于向级联测量单元发射时钟信号。测量CT和保护CT是测 量装置里面的二次CT，非变电站一次CT。这里的一次不是CT的一次侧，而是指的是变电站 一次电气范围或者控制保护装置所属的二次电气范围。 电力输配电线路电气参数在线测量方法：具体工作步骤如下： 步骤一：在线路两端分别安装测量单元，分别获取线路两端的电流、电压同步相量 数据，电流、电压同步相量数据通过数据集中器传送至主站系统； 步骤二：主站系统接收两端测量的带有准确时标的相角、幅值、频率数据并进行存 储； 步骤三：通过测得的线路两端的数据计算出该条线路的正序31型等值参数和零 序阻抗。 所述步骤一的具体步骤为： (1-1)数据采集终端DPMU作为测量单元安装在线路两端； (1-2)通过GPS同步时钟单元提供的时标在同一时间点下采集相应节点的同步相 量数据并向主站系统传输； 所述步骤三的正序型等值参数计算的具体步骤为： (3-1)采用基于分布参数模型建立输电线路型等值电路； (3-2)根据序分量法，由线路两端的同步电压与电流相量参数求得正序的电压与 电流相量； 所述步骤三的零序阻抗计算的具体步骤为： (3-11)建立双回输电线路零序互感集中参数模型； (3-12)根据线路电气参数测量装置的测量单元测得的线路两端的零序电压、电流 及通过开路试验得到的线路导纳得到零序自阻抗及零序互阻抗。 正序的电压与电流相量计算时：根据均匀传输线理论，若已知线路长度为1，可得 首端正序电压和电流与末端正序电压和电流的关系如式（1)所示：【主权项】1. 电力输配电线路电气参数在线测量装置，其特征是，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，所述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。2. 如权利要求1所述的电力输配电线路电气参数在线测量装置，其特征是，所述时钟 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；所述恒温晶振用于为FPGA控制器提供稳定的时钟，所述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，授时模块通过串口将精确到 秒级别的时间、坐标信息发送至FPGA本文档来自技高网...
【技术保护点】
电力输配电线路电气参数在线测量装置，其特征是，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，所述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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程新功，于明珠，侯广松，张静亮，殷文月，李石清，宗西举，王成友，任宏伟，高军，徐珂，孔宁，丁冬睿，王玉真，邵振振，赵承楠，李福建，孟会增，杨哲，
申请(专利权)人：济南大学，国网山东省电力公司菏泽供电公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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