新型电力线路电压相角测试系统设计和研制

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1、新型电力线路电压相角测试系统设计和研制　　摘要：系统用于对50Hz交流电从A地经数十千米（甚至数百千米）输电线路输送到B地后产生的电压相角（或相位移）的在线测量。包括两个功能完全相同的测试装置：A号机和B号机，两机在同步时钟控制下进行数据采集，各记录5min左右数据后，分别将数据导入PC机，通过NI/CVILabVIEW开发平台进行分析处理、计算并显示输出结果实现对电压相角的及时监控，为电力系统稳定、安全运行提供有力保障。关键字：电压相角；对称计数；同步补偿；数据采集中图分类号：TN710?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）03?013

2、2?05DesignanddevelopmentofvoltagephaseangletestsystemfornewtypepowerlineTANGXu?hui（SchoolofElectronicandCommunicationEngineering，ShenzhenPolytechnic，Shenzhen518005，China）Abstract：Thesystemissuitablefortheonline13measurementofvoltagephase（orphaseshift）generatedby50HzACaftertensofkilo

3、metersevenhundredsofkilometerstransmissionline.ThesystemincludestwoidenticaltestingdevicesofAandB.Thetwodevicescollectedthedataunderthecontrolofsynchronousclock，andthedataissenttoPCaftereach5minutes.Thetimelymonitoringofthevoltagephaseisrealizedbyanalysisandprocess，computinganddispl

4、aytheoutputresultthroughNI/CVILabVIEWdevelopmentplatform，whichprovidedapowerfulsupportforthepowersystemstabilityandsafeoperation.Keywords：voltagephase；symmetriccount；synchroballistic；datacollection0引言近年来，随着电力系统规模不断扩大，大容量、超高压、远距离输电日益增多，系统结构日趋复杂；电力系统稳定性的监控和保障需求日趋迫切。就近些年我国部分地区遭受罕见冰灾，导致

5、输电线路受损、甚至停运的灾情来看，有效监控电力系统稳定性的技术研究对突发灾情的预防和抗灾尤其重要。13从电力系统的稳定性分析与系统控制来看，相角（或相位移）是反映系统稳定性的最主要的状态量，而其中电压相角的大小直接反映了电力系统静态稳定和暂态稳定的状况。如果相角能够被准确测量，一方面调度监控系统能通过监控电压相角变化，及时发出调度命令；另一方面自动调节装置能根据相角的变化控制发电机的功角，自动安全装置可以采取紧急控制措施，如切机、甩负荷等，使系统受到的损害最小。这样，相角这个状态变量不仅能用于调度中心的集中监控，也能用于分散的就地监控以解决系统的稳定性问题。因

6、此，研究电力系统精确的相角测量技术，为电力系统的稳定控制和保护具有重要意义。1相角测量技术的国内外研究概况由于电压相角的测量对电力系统具有重要意义，很早人们就开始探索各种测量电压相角的方法。早期的方法是将电网上送端的交流电压波形通过专用通道传送到受端处，并和受端处的电压波形相比较、从而得出两端的电压相角。由于这种方法在异地通信传输上有很大的延时，造成测量精度不能满足要求。13另一种方法是在电网上对两点的电压相位进行同步采样，将两个采样点的相位转换值分别通过远程通道送到调度中心，经波形恢复、数据分析比较而求得相角。这种方法要求异地两个时钟必须有较高的同步精度。由

7、于电压相角测量的是相距遥远的两端点电压之间的相位差，两端采样所使用的标准时钟是有一定的误差的，故测量的同步性以及信息在通信传输上（从送、受端某一端传送到调度控制中心）的不等延时均会引起所测电压相角的误差。可以算出：对于50Hz工频量而言，1ms的同步误差即可产生18°的相位误差。要保证相位误差小于1°，就必须要求同步误差不超过55μs。所以，相角测量技术的关键在于如何实现高精度同步的测量。随着全球定位系统（GPS）的迅速出现，为研究电力系统电压相角的测量技术提供了一种新的手段。对于在电网任意两点上的采样装置而言，GPS系统提供的精确时间作为一个共同时间基准。利

8、用GPS定时进行电压相角测量的基本思路