【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电学领域，具体涉及一种基于uwb无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪。
技术介绍
1、随着国民经济的迅速发展，人民在生产生活中对电网供电可靠性要求越来越高，而变电站的稳定运行决定了电网的供电可靠性。但是在变电站新、改、扩建中，二次人员在对母线差动保护、主变差动保护、线路差动保护进行手动六角图试验时，由于人员技术能力参差不齐，负荷波动较大，仪器使用不便等因素影响，分析过程复杂、繁琐，容易得出错误的结果，导致差动保护拒动或者误动，甚至造成变电站全停事件的发生。
2、现有检测差动保护装置二次回路的仪表仅为钳形电流相位表、无线相位伏安表，或者同步相量测量装置。现有测试仪需要通过多次测量，且仅仅将测试结果展示出来，不能通过自动分析，得出结论。在进行二次“六角图”测试工作时，大部分使用相位表，以一相电压相量为基准，测量各个电流的幅值和相位，这种传统测试方式存在如下弊端：一是测量过程中，需多次拆装测试线，增加了误碰带电回路和引起ct二次回路开路的风险，不利于人身和设备安全；二是没有统一规范的测试流程约束作业人员的测试步骤，极易漏项，且需人工手动记录各测量的幅值和相位，费时费力且易出错；三是测试完成后，需人工计算差流，判断测试结果是否正确，极易误判；四是变电站技改大修工程现场时间紧、任务重，传统测试方法操作繁琐，工作量大，测试效率较低，影响改造工程进度。无线相位伏安表可测一个测量点的六角图，但对于多个测量点，需采用分步测量，不能多点同步测量，也不能同时获得多个位置的相量图，在负荷变动大时分析也不准确，效率也比较低。
3、现有技术的问题：①现有测量设备在新投设备负荷较轻或波动较大时，无法判断极性和回路的正确性，调试人员需要现场等待负荷满足测试条件时才可以进行判断，等待时间过长，影响工作效率。
4、②现有钳形相位伏安表需要分次测量，在负荷稳定下针对不同间隔反复拆接线，容易发生二次回路虚接、开路等问题。
5、③现有无线相位伏安表，也需在负荷稳定下多次测量，只能针对两个位置同步测量，不能多点同步测量。同步相量测量装置pmu，可实现不同变电站相量测量，但体积大、成本高，且不便于在同一变电站不同间隔进行安装测试。
6、④现有测量设备只能存储人员在调试的单一现场测试结果，不能存储多次、多点历史试验数据，不便于今后的数据分析比对。
技术实现思路
1、为解决上述问题，减轻人员工作量，快速识别确定二次回路接线完整性、极性、相别和幅值的正确性，保障电网安全稳定运行，亟需研究出能自动生成变电站六角图且能自动分析的在线相量监测分析仪。
2、一种基于uwb无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，分析仪采用分体式设计，包括测量主机和无线电流传感器，测量主机和无线电流传感器分别安装在各测量点上，以测量主机的电压为基准，利用超宽带uwb实现多点无线时钟同步，进而利用数字信号处理实现多个监测点的电压、电流幅值和相位的同步测量，将无线电流传感器测量结果传输到主机，由主机对测量数据进行保存和分析处理，根据各监测点的数据合成相量图，对相关二次回路进行接线判别，确认接线是否正确，并将分析结果自动生成分析报告；装置的主机主要构成为：通信和人机交互处理器、测量处理器、人机交互输入输出模块、3路电压输入电路、3路电流输入电路、type-c接口、sd卡存储、uwb收发器模块、无线模块、北斗卫星同步模块、485模块、电源模块；装置的无线电流互感器主要构成为3路电流输入电路、测量处理器、type-c接口、uwb收发器模块、电源模块；测量处理器主要实现对电流的采样和计算，利用uwb收发器模块将数据上传到测量主机。
3、所述利用超宽带uwb实现多点无线时钟同步，操作方法为消息帧序列中加入时钟计数值，在两节点之间交换消息以及在需要同步的两结点中固定相同的消息处理时延，以此形成精准的时间戳，利用主结点传来的时钟计数值，和本地钟值做差值，利用得到的钟差值调节本地压控温补晶振，使其和主结点时钟逐步靠近，达到时钟同步。
4、利用现代数字信号处理器和快速傅立叶变换技术，对电力系统中的电压和电流信号进行高速采样和处理；通过对测量得到的数据和设定负荷类型进行分析，可得到ct极性，判断哪相电流的二次接线错误；其中，对a相定义为本相进行分析时，则c相为前相，b相为后相；b相定义为本相时，则a相为前相，c相为后相；c相定义为本相时，则b相为前相，a相为后相。
5、测量主机具有三相电压、三路电流采集，无线无线电流传感器具有三路电流采集，满足多路电参数同步实时采集；一个主机，可配合多个无线电流传感器使用，无线电流传感器最多可扩充至12组；通过蓝牙连接手机app，可在现场查看实时测量数据；检测各指标结果会传到主机，主机自动分析数据，并显示分析结果。
6、本专利技术的益处在于：
7、(1)无繁琐接线，体积小巧，可适应多种场合，抗波形畸变能力强，能多点同步测量，满足变电站内多路电流测量的要求，数据可实时上传，且测量点最多可拓展至12组。
8、(2)测量数据易保存，检测数据上传后进行查看、保存、分享，通过多点比对，合成向量图自动生成分析报告。
9、(3)在现场工作中易于操作、有较强的适用性。测量结果准确，电压测量误差≤±0.5％，电流测量误差≤±0.5％，相位测量误差≤±3°。
10、该装置通过无线同步技术实现变电站多点幅值相位同步测量，且能对测量数据自动绘制六角图和进行智能分析，提高现场工作质效，避免由于人为因素导致事故的发生。该项目可以推广至电力系统各电压等级的变电站，可以显著提升变电站运行稳定性，从而提升电网运行可靠性，以此带来显著的直接和间接效益。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：分析仪采用分体式设计，包括测量主机和无线电流传感器，测量主机和无线电流传感器分别安装在各测量点上，以测量主机的电压为基准，利用超宽带UWB实现多点无线时钟同步，进而利用数字信号处理实现多个监测点的电压、电流幅值和相位的同步测量，将无线电流传感器测量结果传输到主机，由主机对测量数据进行保存和分析处理，根据各监测点的数据合成相量图，对相关二次回路进行接线判别，确认接线是否正确，并将分析结果自动生成分析报告；装置的主机主要构成为：通信和人机交互处理器、测量处理器、人机交互输入输出模块、3路电压输入电路、3路电流输入电路、Type-C接口、SD卡存储、UWB收发器模块、无线模块、北斗卫星同步模块、485模块、电源模块；装置的无线电流互感器主要构成为3路电流输入电路、测量处理器、Type-C接口、UWB收发器模块、电源模块；测量处理器主要实现对电流的采样和计算，利用UWB收发器模块将数据上传到测量主机。
2.根据权利要求1所述的一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：所述利用超宽
3.根据权利要求1所述的一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：利用现代数字信号处理器和快速傅立叶变换技术，对电力系统中的电压和电流信号进行高速采样和处理；通过对测量得到的数据和设定负荷类型进行分析，可得到CT极性，判断哪相电流的二次接线错误；其中，对A相定义为本相进行分析时，则C相为前相，B相为后相；B相定义为本相时，则A相为前相，C相为后相；C相定义为本相时，则B相为前相，A相为后相。
4.根据权利要求1所述的一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：基本参数校准试验方法试验步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：二次回路接线判别验证方法为：功率源按照负载类型输出电压、电流、电压与电流的相位，主从机电压、电流按照上表电压相序、电流相序及互感器的极性接入标准功率源，在主机上查看其接线判别是否与主从机接线一致。
6.根据权利要求1所述的一种基于UWB无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：测量主机具有三相电压、三路电流采集，无线无线电流传感器具有三路电流采集，满足多路电参数同步实时采集；一个主机，可配合多个无线电流传感器使用，无线电流传感器最多可扩充至12组；通过蓝牙连接手机APP，可在现场查看实时测量数据；检测各指标结果会传到主机，主机自动分析数据，并显示分析结果。
...【技术特征摘要】
1.一种基于uwb无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：分析仪采用分体式设计，包括测量主机和无线电流传感器，测量主机和无线电流传感器分别安装在各测量点上，以测量主机的电压为基准，利用超宽带uwb实现多点无线时钟同步，进而利用数字信号处理实现多个监测点的电压、电流幅值和相位的同步测量，将无线电流传感器测量结果传输到主机，由主机对测量数据进行保存和分析处理，根据各监测点的数据合成相量图，对相关二次回路进行接线判别，确认接线是否正确，并将分析结果自动生成分析报告；装置的主机主要构成为：通信和人机交互处理器、测量处理器、人机交互输入输出模块、3路电压输入电路、3路电流输入电路、type-c接口、sd卡存储、uwb收发器模块、无线模块、北斗卫星同步模块、485模块、电源模块；装置的无线电流互感器主要构成为3路电流输入电路、测量处理器、type-c接口、uwb收发器模块、电源模块；测量处理器主要实现对电流的采样和计算，利用uwb收发器模块将数据上传到测量主机。
2.根据权利要求1所述的一种基于uwb无线同步的多路差动保护在线相量监测分析仪，其特征在于：所述利用超宽带uwb实现多点无线时钟同步，操作方法为消息帧序列中加入时钟计数值，在两节点之间交换消息以及在需要同步的两结点中固定相同的消息处理时延，以此形成精准的时间戳，利用主结点传来的时钟计数值，和本地钟值做差值，利用得到的钟差值调节本地压控温补晶振，使其和主结点时钟逐步靠近，达到时钟...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小晖，赵中奇，杨俊俊，孙永发，王一博，刘权琦，李佳乐，王勇智，杨静芝，邸庆民，王福杰，周先，童成霄，王叮叮，刘士峰，赵荣全，韩雪梅，祁小林，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司海北供电公司，
类型：发明
国别省市：
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