基于衛星授時技術的互聯網云核相模式研究

汪 晶 郭長發 宋克東 胡宜平

（國網安徽省電力有限公司合肥供電公司，安徽合肥230061）

0 引言

隨著合肥城市不斷發展，配電網迅速擴張，電網改造、負荷調整等工程建設如火如荼，配網結構越來越復雜，多聯絡線路比比皆是，給電網核相帶來極大的壓力。現階段配電線路對供電可靠性要求較高，不停電合環操作正逐步向熱倒閘方式轉變。配電線路點多面廣，設備質量參差不齊，網絡復雜，接入線路相序混亂，直接或間接影響著配電線路的安全運行，配網線路的核相任務隨之愈發重要。

有文獻提出，點對點核相方式只關注核相點兩側的相位是否正確，沒有關注整個系統內相序排列的統一性，長此以往，混亂的排列標識會導致施工錯相，造成核相承載力過負荷。針對復雜工程，涉及相位變動的地方多，核相點多，沒有統一的相色標識容易造成多處核相點相位錯誤。

近距離點對點的核相方式是在聯絡點兩側近距離核相，只能在最后核相時糾正施工時的錯相，干預過晚，會造成施工延時和二次停電，影響供電可靠性，故有時會采用遠距離點對點核相法提前干預。這種方法在停電之前對電源點兩端進行核相，做統一的相位標識，避免施工錯相，送電時再次復核，可靠性較高。但這種方法有一定距離限制，無法應用于較長距離的核相，對通信要求較高，若其中一端處于地下室沒有信號，則無法進行遠程核相，送電后必須重新復核，相當于兩次核相，工作量較大。

此外，開關柜的帶電指示燈輸出電壓不統一，給二次核相帶來許多障礙，當帶電指示器出現接線錯誤、采集孔損壞等現象，無法提供有效的核相源。傳感器不同，帶電指示燈的工作模式就不同，有些脈沖式的帶電指示燈是無法采用電壓法進行核相等，這些都是配網核相工作面臨的諸多問題。

為消除上述點對點核相存在的系統相序混亂、二次調相、距離限制、需重復核相等弊端，本文提出了一種基于衛星授時技術的網絡核相模式，利用網絡核相實現網內相序統一，提升核相可靠性，縮短核相時間，規避二次調相。

1 互聯網云核相模式基本原理

互聯網云核模式是通過在區域電網中設置網絡核相基站，作為相位基準點，例如某變電站的10 kV出線，按相序標定為A、B、C三相。在基準點配置一臺采集器和服務器，采集器24 h不間斷地采集基準點的A、B、C三相相角的信息以及衛星時間，服務器將這些信息存儲到數據庫中，便于用戶查詢。

服務器提供網絡連接功能，高低壓定相手持核相儀可以通過網絡與服務器建立連接，并將測量點采集到的相角信息、衛星時間信息發送給服務器，服務器通過將該信息與基準點采集到的在同一衛星時間的A、B、C三相的相角信息進行比對，就可以確定遠程測量點線路相序。服務器再將比對結果發回高低壓定相手持核相儀，測量點的工作人員就可以第一時間獲取與基準點一致的相序排列方式，并進行標示。互聯網云核相模式示意圖如圖1所示，通過這種方式進行互聯網遠程核相，可實現電網內各點相序與基站的基準相序一致。

圖1 互聯網云核相模式示意圖

2 互聯網云核相模式關鍵技術與配置

2.1 關鍵技術應用

互聯網云核相模式主要依托3種較成熟的關鍵技術。

（1）衛星授時技術，利用衛星搭載的高精度原子鐘，產生基準信號和時間標準，能夠提供統一的時間基準，確保核相點與基站的相位核定在同一時間。手持核相儀上攜帶衛星授時接收裝置，通過定位計算完成授時功能，授時系統的精確度可以達到納秒級別，完全滿足核相要求。

（2）核相技術，手持核相儀在核相點通過周期內連續采樣，利用TCP/IP方式同服務器建立連接，并將測量點采集到的相角信息連帶采集時刻的GPS秒時間信息發送給服務器，服務器再將比對結果發回高低壓定相手持核相儀，獲取測量結果。

（3）網絡通信技術，手持核相儀需要和服務器通信，將采集到的信息發送至服務器，服務器通過高速寬帶接入Internet，服務器上運行專業的應用軟件，提供網絡和數據庫服務功能。

2.2 硬軟件配置

互聯網云核相模式需配置一臺定相服務器（圖2）、一臺標準互聯網定相基站（圖3）、多個采集器與高低壓定相手持核相儀，如圖4所示。

圖2 服務器

圖3 基站

圖4 定相手持核相儀與采集器

3 多模式應用分析

3.1 單點定相模式

確定單點相位，進行相序標示工作時，啟用網絡定相模式，當服務器連接、衛星授時完畢時，將采集器掛在待測的線路上，高低壓定相手持核相儀直接顯示相位比對結果。單點定相如圖5所示。

圖5 單點定相

3.2 多點核相模式

在配網可靠性改造中，同一開閉所需要接入兩路不同的電源，可采用遠距離核相模式，在接入電源之前在兩個接入點進行核相。利用兩個高低壓定相手持核相儀來完成，將兩套設備分別拿至兩處待核相地點，接收衛星時鐘信號，收到衛星時鐘信號后，將采集器分別掛在待測線路上，兩處相位按照與基站對比結果進行正確標示。多點核相如圖6所示。

4 互聯網云核相模式優勢分析

4.1 相序數據云管理

互聯網云核相的相位核定已不再是單一的相位核定，而是對一個系統內已經確定的基準相位、相序信息通過互聯網，將數據進行傳輸、測試、儲存，實現本系統覆蓋范圍內各設備相位、相序標識的標準信息化云管理。

圖6 多點核相

4.2 全系統相序統一

核相工作中，可以參考基準相位，逐步使電網覆蓋轄區內的各點相序與基站相統一，逐步提升網內相序標示正確率，減少核相次數，縮短核相作業時間，提高核相效率。

4.3 提升合環可靠性

借助于互聯網云核相系統，對系統內變壓器兩端進行核相并記錄，便于輔助判斷系統內由于變壓器接線組別不同產生的30°與60°角差，進一步提升并網合環的嚴謹性與可靠性。

4.4 規避二次調相

對于網架調整的配電網工程，可在電源點接入前核相，確定相序，做好標示，避免送電后核相錯誤引起的二次停電調相，有利于減少配網停電時戶數。

5 結語

本文通過分析傳統點對點核相方式存在的弊端，介紹了一種基于網絡的核相方法，將衛星授時技術、核相技術和網絡通信技術有機整合，準確性高、實用性強，能夠逐步統一覆蓋區域內電網相序，有利于配網網架靈活調整，形成相位基站數據庫，實現核相標準信息化云管理，便于智能電網改造工作，同時提升并網合環的可靠性，減少核相人員配置，極大地改善了核相效率。