0 引言
隨著人們對(duì)電力需求日益增長，對(duì)電能質(zhì)量也有了很高的要求，為了避免事故的發(fā)生，為用戶提供上等的電能，在各網(wǎng)并網(wǎng)之前一定要進(jìn)行相序測(cè)試，保證相位相序相同之后才能并網(wǎng)，這對(duì)保障系統(tǒng)**性、穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要[1]。未經(jīng)核相或核相錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的惡性事故發(fā)生，造成設(shè)備損壞，甚至電力系統(tǒng)的崩潰[2]。而高壓核相作為電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常需要進(jìn)行。因此提高核相的效率、減少人力資源的浪費(fèi)、提高工作的**性具有非常重要的意義。
本文旨在對(duì)近年來高壓核相儀的研究現(xiàn)狀和成果進(jìn)行綜述，從核相方式和核相算法兩個(gè)角度分別闡述、評(píng)價(jià)了現(xiàn)有高壓核相儀的優(yōu)缺點(diǎn)。并對(duì)未來高壓核相儀可能的研究方向進(jìn)行了展望。
1 電力系統(tǒng)核相方法
多年來，電力系統(tǒng)廣泛采用2種傳統(tǒng)相位核定方法：直接核定法和間接核定法[3]。直接核定法一般適用于110kV及以下電壓等級(jí) [1]，采用有線方式進(jìn)行核相工作，工作時(shí)直接將核相裝置放在待測(cè)端和參考端的高壓電力線路上。進(jìn)行核相操作時(shí)裝置直接與高壓電力線路接觸，對(duì)工作人員的人身**有很大的威脅，另外直接核相工作時(shí)需要的操作人員相對(duì)較多，如果核相時(shí)操作人員配合不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)[4]。間接核定法是通過萬用表測(cè)量設(shè)備或母線電壓互感器輸出電壓完成。二次核相工作一般需要三個(gè)工作人員完成，一人監(jiān)護(hù)，一人持萬用表記錄，一人操作將萬用表測(cè)量針接觸對(duì)應(yīng)線端子排上。使用二次核相方法進(jìn)行核相操作時(shí)，需要該操作員熟悉電壓二次接線及回路[5]。若電壓互感器一次或二次回路接線錯(cuò)誤，進(jìn)行核相這項(xiàng)工作將會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果。另外二次核相需要在帶電運(yùn)行的設(shè)備的端子排上進(jìn)行，增加了誤碰誤跳運(yùn)行設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，核相成為變電站**運(yùn)行的隱患[6]。
2 高壓核相算法
2.1 過零點(diǎn)檢測(cè)法
過零點(diǎn)檢測(cè)法是一種比較直觀的相角測(cè)量方法，可以測(cè)量電力線路電壓的頻率和相位[7]。過零點(diǎn)檢測(cè)的原理：通過檢測(cè)相同頻率交流電電壓信號(hào)的過零點(diǎn)，將兩個(gè)過零點(diǎn)的時(shí)間差值換算為相位差值，就可以得到兩個(gè)交流信號(hào)的相位差。
過零點(diǎn)檢測(cè)法的原理圖如圖1所示。
設(shè)參考端電壓信號(hào)為：參考端過零點(diǎn)的時(shí)刻為t1，待測(cè)端過零點(diǎn)的時(shí)刻為t2， T為正弦信號(hào)的周期，兩個(gè)正弦信號(hào)的過零點(diǎn)時(shí)間差值為 ，相位差值為：過零點(diǎn)檢測(cè)法不僅可以計(jì)算出兩正弦信號(hào)的相位差值，也可以計(jì)算出相序的關(guān)系，根據(jù)計(jì)算相位差值為120°或240°，可以判斷出相位超前或滯后，檢測(cè)出相序的關(guān)系。
2.2 波形變換法
波形變換法的原理是首先將兩個(gè)正弦電壓信號(hào)通過波形變換成為矩形波，然后進(jìn)行異或處理，得到的脈沖寬度就對(duì)應(yīng)相位差值[8]。波形變換法相位檢測(cè)原理圖如圖2所示。
通過對(duì)傳統(tǒng)高壓核相方式的分析得出，直接核相精度高但**隱患大，間接核相雖相對(duì)**但可靠性較低。隨著電力的需求的增多，電網(wǎng)容量不斷增加，為使電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠運(yùn)行，研究更加**實(shí)用的高壓核相設(shè)備就有著非凡的意義。從通信方式來看具有遠(yuǎn)程無線功能的設(shè)備可以省去接線的困擾，更加方便快捷；從檢測(cè)方式來看可以實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)的設(shè)備也比以往的直接接觸設(shè)備要更加**實(shí)用。
分析四種核相算法得出結(jié)論：過零點(diǎn)檢測(cè)法原理簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，響應(yīng)速度快，但由于電壓過零點(diǎn)容易受到諧波的影響，容易給測(cè)量帶來誤差，另外采用器件的精度不同對(duì)結(jié)果影響也不同；波形變換法軟件部分簡(jiǎn)單，但對(duì)硬件要求高；基于離散傅立葉算法的相位差測(cè)量以及相關(guān)分析法測(cè)量，這兩種方法的精度取決于信號(hào)采樣的點(diǎn)數(shù)，根據(jù)公式可以看出，隨著采樣點(diǎn)數(shù)增加算法復(fù)雜程度會(huì)隨之增加，另外這兩種檢測(cè)方法對(duì)電壓信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換都提出了很高的要求。四種經(jīng)典方法各有利弊，在以前由于硬件原因多選用前兩種核相算法，但隨著電子技術(shù)的發(fā)展，處理器的處理能力有著質(zhì)的飛躍，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度也越來越高，后兩種更加**的檢測(cè)算法所受的制約也在慢慢減弱，運(yùn)用后兩種算法的更加精準(zhǔn)的高壓核相設(shè)備值得去研究。
