一种三相电压测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三相电压测量方法及系统。该方法包括建立三相10kV应用场景；获取在三相10kV应用场景下，三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路；根据所述等效电路确定三相电压与测量电压的关系；所述测量电压为电压测量装置中两层铜皮间电压；根据三相电压与测量电压的关系确定特征值矩阵；利用移动平均算法对所述特征值矩阵进行调整，确定三相电压。本发明专利技术能够实现三相电压非接触的测量。本发明专利技术能够实现三相电压非接触的测量。本发明专利技术能够实现三相电压非接触的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种三相电压测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统电压测量领域，特别是涉及一种三相电压测量方法及系统。

技术介绍

[0002]随着中国各区域互联网工程的大规模展开及各类分布式电源的大规模并网，中国形成了世界上屈指可数的超大规模复杂电网，需要更多的电力系统电气量监测数据，以保证电网的安全运行与调度。与此同时，5G通信技术以及人工智能的快速发展为数据高效的传输及处理奠定了基础，为实现电力数据高度透明的智能电网建设，在系统中部署海量的电气数据监测装置。电力系统中，目前普遍采用的是电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器，随着电网的飞速发展，这两种传统电压互感器在体积、绝缘、测量精度等方面的问题日益凸显，因此传统的电压互感器已经不能满足当前智能电网的发展需要，未来电压互感器的发展将朝着小型化、智能化、自动化、便捷化的方向发展。
[0003]非接触电压测量是一种不与电力线路及设备直接电气接触的电压测量技术，目前基于电容耦合的非接触电压测量方法已经可精确的测量单相低压系统用电设备的电压，但将其直接用于三相中压系统将间接拉近电力线路相线之间的绝缘距离，存在相间短路风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种三相电压测量方法及系统，能够实现三相电压非接触的测量。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种三相电压测量方法，包括：
[0007]建立三相10kV应用场景；所述三相10kV应用场景为在每相10kV配电线路上套设两个并联的双层圆筒状的电压测量装置；每相10kV配电线路上的电压测量装置的轴线与10kV配电线路重合；三相10kV配电线路上的电压测量装置不正对设置；每个电压测量装置的双层铜皮引出同轴导线，导线将两层铜皮之间的电压信号经差分放大电路后引入测量回路；
[0008]获取在三相10kV应用场景下，三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路；
[0009]根据所述等效电路确定三相电压与测量电压的关系；所述测量电压为电压测量装置中两层铜皮间电压；
[0010]根据三相电压与测量电压的关系确定特征值矩阵；
[0011]利用移动平均算法对所述特征值矩阵进行调整，确定三相电压。
[0012]可选地，所述获取在三相10kV应用场景下，三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路，具体包括：
[0013]根据三相10kV配电线路、电压测量装置与大地确定多导体系统；当以A相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，A相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、B相10kV
配电线路以及C相10kV配电线路为多导体系统的导体；当以B相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，B相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、A相10kV配电线路以及C相10kV配电线路为多导体系统的导体；当以C相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，C相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、A相10kV配电线路以及B相10kV配电线路为多导体系统的导体；
[0014]确定导体与三相10kV配电线路、电压测量装置以及大地之间的分布电容；
[0015]根据分布电容确定三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路。
[0016]可选地，所述根据所述等效电路确定三相电压与测量电压的关系，具体包括：
[0017]根据所述等效电路确定导体的电位系数矩阵；
[0018]根据导体的电位系数矩阵确定导体之间的等效电容；
[0019]根据电压测量装置的测量电压以及导体之间的等效电容确定等效电路确定三相电压与测量电压的关系。
[0020]可选地，所述根据电压测量装置的测量电压以及导体之间的等效电容确定等效电路确定三相电压与测量电压的关系，具体包括：
[0021]利用确定三相电压与测量电压的关系；
[0022]其中，C
A1
、C
B1
、C
C1
分别为A相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容、B相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容以及C相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容，C
A2
、C
B2
、C
C2
分别为A相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容、B相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容以及C相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容，U
A1
、U
B1
、U
C1
分别为A相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压、B相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压以及C相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压，U
A2
、U
B2
、U
C2
分别为A相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压、B相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压以及C相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压，C
AG
、C
BG
、C
CG
为电压测量装置的外层铜皮对地电容，C
AB
、C
AC
、C
BA
、C
BC
、C
CA
、C
CB
均为电压测量装置的外层铜皮对另外两相10kV配电线路的电容，U
A
、U
B
、U
C
分别为三相电压。
[0023]可选地，所述根据三相电压与测量电压的关系确定特征值矩阵，具体包括：
[0024]利用Cx＝u对三相电压与测量电压的关系进行简化，确定特征值矩阵；
[0025]其中，x＝(U
A U
B U
C
)
T
，U
α
、U
β
以及U
γ
为观测值，C为特征值矩阵。
[0026]可选地，所述利用移动平均算法对所述特征值矩阵进行调整，确定三相电压，具体
包括：
[0027]对特征值矩阵进行特征值分解；
[0028]利用测量回路中的ADC以50Hz频率进行同步采样，并利用移动矩形窗并对窗内L个数据点做一次DFT运算，当矩形窗移动K次时，平均值为额定电压，调整所述特征值矩阵，确定三相电压。
[0029]一种三相电压测量系统，包括：
[0030]三相10kV应用场景建立模块，用于建立三相10kV应用场景；所述三相10kV应用场景为在每相10kV配电线路上套设两个并联的双层圆筒状的电压测量装置；每相10kV配电线路上的电压测量装置的轴线与10kV配电线路重合；三相10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相电压测量方法，其特征在于，包括：建立三相10kV应用场景；所述三相10kV应用场景为在每相10kV配电线路上套设两个并联的双层圆筒状的电压测量装置；每相10kV配电线路上的电压测量装置的轴线与10kV配电线路重合；三相10kV配电线路上的电压测量装置不正对设置；每个电压测量装置的双层铜皮引出同轴导线，导线将两层铜皮之间的电压信号经差分放大电路后引入测量回路；获取在三相10kV应用场景下，三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路；根据所述等效电路确定三相电压与测量电压的关系；所述测量电压为电压测量装置中两层铜皮间电压；根据三相电压与测量电压的关系确定特征值矩阵；利用移动平均算法对所述特征值矩阵进行调整，确定三相电压。2.根据权利要求1所述的一种三相电压测量方法，其特征在于，所述获取在三相10kV应用场景下，三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路，具体包括：根据三相10kV配电线路、电压测量装置与大地确定多导体系统；当以A相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，A相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、B相10kV配电线路以及C相10kV配电线路为多导体系统的导体；当以B相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，B相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、A相10kV配电线路以及C相10kV配电线路为多导体系统的导体；当以C相10kV配电线路的电压测量装置为研究对象时，C相10kV配电线路的电压测量装置外层铜皮、A相10kV配电线路以及B相10kV配电线路为多导体系统的导体；确定导体与三相10kV配电线路、电压测量装置以及大地之间的分布电容；根据分布电容确定三相10kV配电线路、电压测量装置与大地的等效电路。3.根据权利要求2所述的一种三相电压测量方法，其特征在于，所述根据所述等效电路确定三相电压与测量电压的关系，具体包括：根据所述等效电路确定导体的电位系数矩阵；根据导体的电位系数矩阵确定导体之间的等效电容；根据电压测量装置的测量电压以及导体之间的等效电容确定等效电路确定三相电压与测量电压的关系。4.根据权利要求3所述的一种三相电压测量方法，其特征在于，所述根据电压测量装置的测量电压以及导体之间的等效电容确定等效电路确定三相电压与测量电压的关系，具体包括：利用确定三相电压与测量电压的关系；其中，C
A1
、C
B1
、C
C1
分别为A相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容、B相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容以及C相10kV配电
线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容，C
A2
、C
B2
、C
C2
分别为A相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容、B相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容以及C相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的等效电容，U
A1
、U
B1
、U
C1
分别为A相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压、B相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压以及C相10kV配电线路中1号电压测量装置中两层铜皮之间的测量电压，U
A2
、U
B2
、U
C2
分别为A相10kV配电线路中2号电压测量装置中两层铜皮之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，田兵，骆柏锋，尹旭，吕前程，刘仲，张佳明，王志明，陈仁泽，樊小鹏，孙宏棣，林力，徐振恒，韦杰，谭则杰，林秉章，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：