1、高压电力线路相位无线检测方法的研究与实现摘要：文章就高压线路的相位无线检测法进行研究分析，该法主要由一个接收装置与两个发送装置所组成，其中发送装置是通过限幅电路与电磁耦合来进行电网电压信号的采集，把所收集到的电网电压信号实行 ASK 调制并发送至接收装置。然后接收装置解调所接收到的这些电压信号，通过解调以后恢复其原来的相位信号，以此间接的检测被测线路相位。 关键词：高压 无线检测 电力线路 相位 中图分类号：F407 文献标识码： A 1高压电力线路相位采取无线检测法的原因 在工频交流信号中，频率和相位是其两个重要的参数，在通信、地球物理勘探、智能控制、电子以及工业自动化等各个领域中，对于同频
2、正旋信号之间的相位差测量应用较为广泛，比如辨识网络模型、测量电网功率因素、高压电力线路相位无线检测方法的研究与实现，明确介质材料的损耗角、特性的测试、电机功角的测试以及故障的诊断等。在日常电力系统的监控过程中，由于功率因数、无功功率以及有功功率和交流电中的电流、电压相位差角有着直接的关系，因此需要对其进行监视，尤其在新发电站的并网、投产电网并网合闸之前以及维修和改造主设备、扩建电工程以后，在竣工投运的现场必须需要进行核相实验。在核相实验中，主要包括相位与相序的核对。其核对方式就是对并网中的两电网所对应的两相相位差进行测量，从而避免因相位或者其相序的不正确造成短路，引起设备的损坏，为电力用户带来
3、一些不必要的麻烦等。此外，在并网合闸时，两电网中的电压相位必须要一致，并且精确地测量两个电压对应的相位差。 在日常测量中，所采用的测量方式主要为有线方式，这种方式尽管能够获得一个比较精确结果，同时对低压线路也较为方便和安全，但是在测量高压线路相位的时候，由于这种有线方式的拖线比较长，其操作不便，并存在着一定的危险。因此，为了有效地解决这一问题，笔者在原有的基础上提出了一种新方法，即无 线检测高压电力线路相位法，该方法由两个发送装置与一个接收装置所组成，其工作原理为：利用发送装置来实现电压相位信号的收集，接着通过对其电路的调制将这些电压相位信号发送至接收装置，由着接收装置解调所接收到的这两路调制
4、信号，将其恢复为原来的电网电压信号，并比较这两路电网的电压信号，从而得出被测线路的相位差信号。 2采集相位的方法 由于在高压电力线路中，其电压很高，同时周围的磁场也比较强，因此，在无线相位检测的时候，应把发送装置中的电极和高压中的单线路相接触，按照电磁场的相关理论知识，在电极上耦合出具有相位关系的工频电磁信号，这种电频信号不仅能够在电极电感线圈中感应出其相应的电动势，同时该电动势经过15稳压管来限幅稳压，通过对低通滤波电路的处理，以此来获得高压电力线路中的相位信号。在检测高压线路相位的时候，根据上述的相关理论，在电极上将工频的电磁信号中的频率耦合出来，再在电磁信号中的电极电感线上将电动势感应出
5、来，最后经过限幅电路获取电网电压信号，通过滤波以后电路被分为两路，一路是将其送到声光显示电路，若声光显示正常，则说明该装置的工作也正常；而另外一路则是送到发送模块中，并进行ASK的调制，通过发送模块调制以后的这些电网电压信号就会被又送到天线中，并发送至接收装置中。电网电压中相位的采集以及电路的处理主要图1 所示。 3数据的无线传输方式 近年来，在社会各个领域中对于无线数据传输的应用特别广泛。所谓数字调制传输系统就是利用数字基带信号来调制载波的一种传输系统，该系统也被人们叫做数字频带传输系统。这种数字信号的传输方式有两种：第一种为基带传输，即数字信号直接进行传送，把信源所发出的相关信息码进行码型
6、的转换，使其形成为波形以后将其直接传送到接收端。第二种为频带传输，即通过数字基带信号进行载波的调制，在频带传输过程中，其载波的波形可以是任意的，但就目前的实际应用中，大部分的数字调制系统均采用的是将单频信号作为其载波。 数字的调制主要有以下三种形式：相移键控、振幅键控和频移键控。在检测无线相位的时候，需要对无线传输的相关数据信号进行简单的比较。其中相移键控与频移键控都是非线性调制，在调制阶段会涉及到载波信号的频率以及相位的变化，同时在接收过程中易造成相位的模糊。由于在本设计中所测量的对象为精 确相位差值，因此这两种方法都不适宜。振幅键控的调制原理以及解调原理较为简单，对于设备的需求不是很高，其
7、传输的信号较为简单且幅度变化比较小，对此，笔者在设计高压线路中相位无线检测时选用二进制的振幅键控，即利用二进制数字信号对等幅载波进行调制，其实现的模型主要如图2所示。 4强磁场的干扰 4.1引起干扰的原因 所谓干扰就是检测装置以及其无线数据的传输在工作数据频段内产生的电磁干扰或者有损害的无用信号。电磁干扰与无用信号是不的，无用信号也是一种信号，而电磁干扰则是在有用信号基础上叠加的电磁噪声，其主要是指除信号以外在任何传输通道或者电磁发射过程中不应该产生的一种电磁现象。究其原因主要因为在设计输电线路的时候，没有综合考虑不同天气环境下可能出现电晕现象，同时由于电晕所放射的电磁波其强度和频率不同，使其
8、逐渐成为了干扰检测装置正常工作的一个主要根源。在输电线路中电晕所产生的这些 脉冲电磁波就会沿着其线路向两侧横向进行传播，使得检测装置中无线发送接收模块就会受到这些脉冲电磁波的干扰，影响其信号的收发质量。 4.2防止干扰的方法 要想解决这一问题，就必须要正确地选用频率适合的发送模块，合理处理发送接收信号。同时在检测装置中要考虑设置相应的滤波等电路，从而获得50Hz有用信号。此外，在设计检测装置的时候，可同时采用模拟地、屏蔽地以及数字地相结合的一种供地方式来解决这一问题。 参考文献 1郑顾平,杜向楠,齐郑等.小电流单相接地故障在线定位装置研究与实现J.电力系统保护与控制,2012(8). 2杨学昭,郑河清,宋百平等.10kV高压相位无线检测系统J.电力系统保护与控制,2008,36(23):54-55,68. 3华明,胡海兵,邢岩等.逆变器多层控制无线并联技术J.中国电机工程学报,2011,31(36):33-39. 4霍曙琴,张金波.新型氧化物避雷器性能检测方法的研究与实现J.电工技术,2011(4):70-73.
