一種同頻異步核相方法

2023-04-26 10:54:26

專利名稱：一種同頻異步核相方法
技術領域：
本發明屬於電磁變量的測量領域，尤其涉及一種用於測量兩個交流電源的電壓之 間的相位角的測量方法。
背景技術：
相序，就是相位的順序，是交流電的瞬時值從負值向正值變化經過零值的依次順序。「核相」試驗是核對兩路電源之間三相電源相位/相序的測試試驗，是電力系統的 基礎實驗之一。若相位或相序不同的交流電源「並列」或「合環」，將產生很大的電流，巨大的電流 (俗稱「環流」)會造成電氣設備的損壞。所以，對於新建、改建、擴建後的變電所和輸電線路，以及在線路檢修完畢、向用戶 送電前，都必須進行三相電路的「核相」試驗，以確保輸電線路相序與用戶三相負載所需求 的相序一致，其是確保輸變電工程竣工後，安全順利投運的重要條件之一。可見，「核相」是針對二路(業內通常習慣性地稱為「系統電源」和「待核電源」來 加以區分)電源而言的；當二路電源需要向同一個用電設備供電時，在投入時，要在並列點 進行「核相」，如電力系統操作中常說的「一線送兩變」的情況。當二路電源需要並列運行倒 閘操作時，如不「核相」，若安裝接線錯誤，可能出現相序(相位)不一致，將引起相間短路事 故，嚴重危害到電網的安全運行。當二路電源需要停電倒閘操作時，如不「核相」，可能由於 相序不一致，引起三相設備的非正常運行，如電機的反轉、變壓器有載分接開關(亦稱有載 調壓開關)操作電源開關的跳閘、電能計量的損失等。因此，在第二路電源投入時，一定要與第一路電源進行「核相」試驗。當前在電力系統中低壓配電網中，廣泛應用的有兩種「核相」方式有線核相方式 和無線核相方式。關於有線「核相」方式的原理和具體操作步驟，在發表於1998年第8期《農村電氣 化》雜誌第11 12頁，作者為何連兵，標題為「實用的電力系統核相方法」一文中已經有較 詳細的敘述；至於該核相方法的具體裝置構成和連接關係，在公告日為1994年6月22日， 公告號為CN 2169859Y的實用新型專利「高低壓相位測定器」以及公告日為2009年10月 14日，公告號為CN201327513Y的實用新型專利「通用型電子核相器」中均公開了最基本的、 能完成核相功能的核相測量裝置和其各部件之間的連接關係，可供參考。關於無線「核相」方式的具體技術方案和裝置構成，在公告日為2007年12月12 日，公告號為CN 200989926C的中國實用新型專利「一種無線數字式核相系統」
公開日為 2007年2月14日，公開號為CN 1913561A的中國發明專利申請「遠程數字核相系統」以及
公開日為2009年9月16日，公開號為CN 101533050A的中國發明專利申請「無線高壓數字 核相儀」中均有較詳細的公開；在
公開日為2010年7月28日，公開號為CN 101788614A的 中國發明專利申請中，還公開了一種「高低壓綜合相序相位儀及其檢測方法」，其在進行低
5壓定核相時，採用電阻直接分壓原理實現，而在進行高壓定核相時，取樣採用感應原理；其 根據高低壓場合進行測量的轉換，使得一臺設備既可實現低壓有源線路單電源線路的相序 和雙電源線路的相位判斷，也可實現高壓有源線路下的單電源線路相序和雙電源線路的相 位判斷。 通過對上述資料的分析可以發現，現有的傳統「核相」試驗方法存在如下不足1、兩個電源(即系統電源和待核電源，或稱之為第一電源和第二電源)必須是同 一電網同一電壓等級下的不同拓撲點；2、核相所需的兩電源信號必須是同時(即在同一時刻)採集，即俗稱的「同步採 集」或「同步核相」；3、參與一個「核相」試驗的人員很多，人工成本很大；4、整個測試工作步驟很多，花費時間長，影響整個供電系統的有效供電時間；5、核相操作有一定的危險性，特別是有線核相方式，必須考慮人員的配合協調問 題；6、兩個電源點之間不能相距太遠，據實際操作經驗表明，一般兩核相棒的距離不 宜超過10米。對於無線核相方式，其地面接收器與兩個發射器(即核相棒所在的位置)之 間的距離不宜超過15米。從上述分析中可以看到，現有的傳統「核相」方式有很多有待改進的地方。例如，如何在考慮減少核相人員的同時，不增加或者甚至減輕核相人員的工作量， 又能保證核相試驗的順利完成？傳統的高壓系統核相方法，至少要兩檔/組以上的試驗人 員才能完成，而且只能針對同一電壓等級的電源設備，在應用範圍上有諸多限制。如果通過技術手段，既可以對相同電壓等級的設備進行核相，又能對不同電壓等 級間的設備或系統進行核相，這就突破了以往的慣性思維，使得「核相」試驗變得極為簡單 可靠，核相試驗範圍也更加廣泛。若整個「核相」工作只需要兩個試驗人員，就可檢測從高 壓系統到低壓系統、從一次系統設備到二次系統設備、整個迴路電源的相位和相序，無任何 死區，核相所用時間很短，減少了實際送電過程的總工作時間。若真能做到這點，將是電力 系統電壓「核相」技術上的一次重大改進。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種同頻異步核相方法，其通過採集市電網絡 的電壓相位來引入一個同步基準相位信號作為第三方參考量，採用異步核相的方法，在不 同時刻先後對系統電源和待核電源的相位信號分別進行採集、A/D轉換、寄存和比較，得到 需要的測量結果，其既可以對相同電壓等級的設備進行核相，又能對不同電壓等級間的設 備或系統進行核相，還可以測試待測供電迴路是否存在「缺相」等故障，能在無線通訊有效 的範圍內進行異地核相，拓展了常規核相試驗的應用領域。本發明的技術方案是提供一種同頻異步核相方法，包括對系統電源和待核電源 各對應相的相位信號進行採集、A/D轉換、寄存和比較，得到所需的測量結果，其特徵是A、按照設備安裝位置或預定測試順序，對系統電源確定第一至第三相，對待核電 源依次設定對應的第一至第三擬同名相；B、實時自動採集市電網絡 電壓相位信號，對其進行信號過零比較，將比較結果方波化並持續輸出，作為獨立的第三方同步基準相位方波信號；C、在第一時刻T1,測試系統電源第一相的電壓相位信號，並將其轉變為方波形式 信號；D、取此時的同步基準相位方波信號為第一同步基準相位方波信號，將系統電源 第一相的電壓相位方波信號與第一同步基準相位方波信號進行比較，得到第一相位差值 Δφυ/，將第一相位差值ΔφΗ/置於第一寄存器中；E、在第二時刻T2，測試待核電源第一擬同名相的電壓相位信號，並將其轉變為方 波形式信號；F、取此時的同步基準相位方波信號為第二同步基準相位方波信號，將待核電源第 一擬同名相的電壓相位方波信號與第二同步基準相位方波信號進行比較，得到第二相位差 值Δφ口-/，將第二相位差值Δφ/2-y置於第二寄存器中；G、對寄存器中的第一相位差值Δφ/7；/和第二相位差值Δφ/2·；/的相位進行比較，得 到比較相位差Δφφ;H、若比較相位差Δφφ S 10°，則判斷系統電源的第一相和待核電源中第一擬同名 相的電壓相位相同，即兩者之間的電壓相位為同相；I、若比較相位差Δφφ在110° 130°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位 超前於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；J、若比較相位差Δφφ在230° 250°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位 滯後於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；K、若出現超出上述範圍的其他比較相角差值，作為測試異常處理；L、重複上述第C至J步驟，對系統電源和待核電源其餘各對應相分別作相位測試， 根據所得到的比較相位差的數值範圍，分別得到系統電源各相與待核電源各對應擬同名相 之間的電壓相位是「同相」、「超前」或「滯後」的對應測試結果；Μ、若系統電源各相與所對應待核電源的各擬同名相之間的測試結果均為「同相」， 則得出系統電源和待核電源「同相」的結論；N、通過「藉助市電網絡產生一個同步基準相位方波信號作為第三方參考量，在不 同時刻依次對系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位信號分別進行採集、A/D 轉換，將所測得的電壓相位信號與當時的第三方參考量進行相位比較，得到電壓相位差值， 再將系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位差值進行比較，得到比較相位差」 的方法，根據所述系統電源和待核電源對應相之間比較相位差的數值範圍，來判斷系統電 源各相和待核電源的各對應相之間是否屬於同相，進而得出系統電源和待核電源是否「同 相」的結論。其中，所述市電網絡、系統電源或待核電源的電壓相位信號，通過RLC諧振電路轉 變為方波形式信號。所述系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過電磁感應的方式獲得。進一步的，所述的同步基準相位方波信號通過同步基準信號發生器獲得；所述的 同步基準信號發生器至少包括電源輸入及電壓相位信號採集處理電路、信號過零比較、計 數器、脈衝信號調製、無線信號發送模塊、發射天線和電源模塊；所述的同步基準信號發生 器實時採集市電網絡的電壓相位信號，對其進行信號過零比較，將比較結果方波化並採用發射無線信號的形式進行持續輸出，作為同步基準相位方波信號。進一步的，所述系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過智能核相筆獲得； 所述的智能核相筆具有一個絕緣的柱狀外殼，其柱狀外殼前端可滑動地設置有一個導電的 尖端/電極，其柱狀外殼的後端，通過螺紋連接方式與絕緣杆、驗電筆或令克棒的前端固定 連接；所述的智能核相筆至少包括電壓耦合電路、電壓限幅及過零點比較電路、同步基準電 壓相位信號接收模塊、同步相位解調電路、相位信號比較電路、相位差寄存電路、相位信號 比較/輸出電路、驅動電路和報警信號輸出電路。進一步的，所述智能核相筆的尖端/電極可滑動地設置在智能核相筆上，在所述 智能核相筆的尖端/電極下方設置一壓電傳感器模塊或微動開關，所述壓電傳感器模塊或 微動開關的一對常開接點串接在智能核相筆電壓耦合電路的信號輸出端，當所述智能核相 筆的尖端/電極與某一相電源/線路電導體接觸時，在壓力作用下，所述壓電傳感器模塊或 微動開關的常開接點接通，電壓耦合電路有信號輸出。具體的，所述的智能核相筆在第一時刻與系統電源某一相電源/線路進行接觸， 根據電磁感應原理在其尖端/電極上耦合出系統電源某一相的電壓相位電磁信號，並在電 感線圈上感應出電動勢，用RLC諧振原理，將系統相工頻電壓相位信號轉變為方波信號，並 與此刻從同步基準發生器所接收到的第一同步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所 獲得的第一相位差值Δφ///送入第一寄存器中儲存。所述的智能核相筆在第二時刻與待核電源的某一相電源/線路接觸，根據電磁感 應原理在其尖端/電極上耦合出待核電源該相的電壓相位電磁信號，並在電感線圈上感應 出電動勢，用RLC諧振原理，將感應到的電磁信號變換成方波信號，並與此刻從同步基準發 生器所接收到的第二同步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所獲得的第二相位差值 Δφζ'2/送入第二寄存器中儲存；所述智能核相筆的相位信號比較/輸出電路中的微處理器，對第一、第二寄存器 中的第一、第二位差值ΔφΗ-y和Δφ。/的相位進行比較，得到比較相位差Δφφ;所述的智能核相筆根據比較相位差Δφφ的數值範圍，確定系統電源某一相與待核 電源的某一相之間的電壓相位關係是「同相」、「超前」或「滯後」；並輸出相應的控制信號；所述智能核相筆中的驅動模塊，根據相位信號比較/輸出電路中輸出的相應控制 信號，驅動語音電路和/或LED發光電路，發出「同相」、「滯後」、「超前」、「無電」、「異常」等 聲、光信號。更進一步的，所述智能核相筆尖端/電極與某一相電源/線路電導體接觸的時間 長度以100 150個工頻周波為宜。或者，所述智能核相筆尖端/電極與某一相電源/線路電導體接觸的時間不少於 2 3秒。更進一步的，所述的市電網絡為220V的民用電供電網絡。與現有技術比較，本發明的優點是1.採用市電網絡獲取一個獨立的第三方同步基準相位方波信號，將系統電源或待 核電源的電壓相位方波信號與當時的同步基準相位方波信號進行相位比較，且信號採集只 取相位，不取幅值，實現了異步核相以及跨電壓等級進行核相；2.將相位差信號作為實際的輸入比對信號，這樣就有效消除了系統頻率波動造成
8的相位偏移現象；3.同步基準相位信號發生器採用市電網絡作為信號源，無需單獨設置標準方波發 生裝置，且大大方便了同步基準相位信號發生器的電源獲取，簡化了同步基準相位信號發 生器的電路結構；4.智能核相筆的安裝結構與驗電筆相似，可直接裝於驗電棒上進行核相，使用、保 管均十分方便；5.採用本技術方案，可以測試不同電壓或相同電壓等級設備的相別和相序，還可 以測試某一三相電源迴路是否「缺相」等故障，大大擴展了核相工作的應用範圍；6.由智能核相筆輸出測試的比較/判斷結果，大大簡化了測試過程，減少了工作 人員主觀人為因素對測試結果帶來的影響，減輕了測試工作人員的工作量，對操作人員沒 有過高的素質要求，操作簡便安全可靠，可有效少支出人力成本，明顯增加供電系統的有效 供電時間，提高變電站的經濟效益。


圖Ia是現有技術中有線核相方法示意圖；圖Ib是現有技術中無線核相方法示意圖；圖2是本發明的核相測量方法示意方框圖；圖3是本發明市電同步基準相位信號發生器的工作原理框圖；圖4是本發明對系統電壓相位採集過程的原理框圖；圖5是本發明對待核電壓相位採集過程的原理框圖；圖6是本發明智能核相筆的邏輯判斷和信號輸出原理框圖；圖7是參考電源和待核電源間的相位比較波形示意圖；圖8是本發明同頻異步核相方式下的方波示意圖；圖9為智能核相筆的結構示意圖。圖中1為發射器，2為接收器，3-1和3-2為絕緣杆，A為系統電源，B』為待核電源， 9-1為柱狀外殼，9-2為屏蔽層，9-3為導電尖端，9-4為電源開關，9-5為內裝電路線路板， 9-6為螺紋連接杆，9-7為喇叭，9-8為內裝電池，9-9為信號燈。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。圖Ia中，通常所說的「核相」，就是用一個基準的系統的相序(通常稱為系統電源， 圖中以A、B、C表示)去核對一個待並系統的相序，(通常稱為待核電源，圖中以A'、B'、
C' 表不)O這裡所說的「核相」，包括核對一個電源的相序和/或核對兩個電源各對應相之間 的相位。本圖以線路核相為例，線路核相一般是指線路的兩側實際在同一個電力系統，例 如環形線路的唯一一個斷開點，一般是在線路檢修以後(尤其是拆裝電纜、線路)或是新建 線路第一次投運前進行核相。按照電路原理，這個斷開點的同一對應相之間的電壓差為零，也就是說，這個斷開
9點(隔離開關、斷路器)同相(圖中以A-A』為例)的觸頭間是沒有電壓的，則圖中電流Ig 理論上應該為零或接近於零，知道這個原理，就比較簡單了，核相就轉變為電壓的測量。對於IOKV以上系統進行「核相」的方法通常有直接核相和間接核相兩種測量方 法，也稱「一次核相」和「二次核相」。其「一次核相」是指直接在一次迴路/線路設備(通常是指變壓器或高壓母線)上 採集「核相」所需的測量信號；同理，「二次核相」指直接在二次迴路/線路設備(通常是指 電壓互感器PT的二次側)上採集「核相」所需的測量信號，以此來間接反映一次線路的相 位/相序。傳統的「一次核相」目前仍廣泛採用核相儀器+核相棒的有線核相方式來完成。對於高壓系統，最簡單的「核相」方式，就是將其兩個測量端分別接在觸頭間測量， 通過各自導線取相同幅值的電壓，通過各核相棒最上一級電阻級分壓後獲得相同電壓幅值 的電壓，然後通過導線分別引至合適量程的電壓表，然後相互比較，電壓表上無明顯電壓輸 出的，可判為同相，否則為非同相。其原理，與用萬用表核對380V及以下兩電源間相位相 仿。至於二次核相，一般需要將斷開點切換到有兩側壓變的位置，但是由於二次接線 一般無法像一次接線一樣容易用肉眼觀察，實際可能存在一次、二次同時錯誤，負負得正， 所以需要首先確定二次迴路的正確性，一般就是通過改變運行方式，使兩側壓變都由同一 電源供電，然後測量二次側壓差(類似低壓的一次核相)，確定二次接線和一次迴路一致， 然後再調整運行方式，使兩側壓變由不同一電源端供電，測量差壓。所以實際是先通過一次 檢查二次，然後才是二次核一次，當然，如果二次迴路能確定沒有問題(例如正常運行的設 備)就可以直接進行二次核相了。採用有線核相方式在核相時，需要4人進行，一人擔任指揮，兩人穿絕緣靴、戴絕 緣手套擔任核相員，一人儀表記錄。核相工作根據指揮人員的命令進行，核相員將高壓引線固定在核相棒上，用核相 棒引高壓線接觸高壓電源點時，兩人需動作協調，配合默契，以免出差錯，發生危險。採用有線方式，拖線很長使用時很不方便。圖Ib中，無線核相方式與圖Ia所述的有線核相方式相比，去掉了連接兩個電網 (電源)兩端的引線，通過兩個裝置的發射和接收模塊，將探測到的信號進行相位比較，得 出核相結論。整個操作過程至少需一人操作一人監護。實際測量操作時，將發射器1和接收器2分別連接絕緣杆3-1和3-2，將發射器1 和接收器2掛到高壓相線上。發射器1將電源A的信號採集後發送到接收器2處，接收器2 將所接收到的發射器1的相位信號和本身從電源B』採集到的信號，進行比較後，得出核相 結論，並通過聲光信號輸出測量結果。還有一種無線核相裝置，專門有一接收裝置置於地面，隨後對發射器1'和發射器 2'所採集的信號接收後，通過接收器內的窗口比較器進行比較。如果被測的兩個電網的相 位相同，語言重複提示「相位相同」，如果被測的兩個電網的相位不同，語言重複提示「注 意，相位不同」。至於PT側二次核相或0. 4KV以下交流電核相，一般應用萬用表進行，基本測量原 理同上，在此不再重複。
圖2中，本發明的技術方案中，提供了一種全新的同頻異步核相方法，其核相測量 方法至少包括下列步驟A、按照設備安裝位置或預定測試順序，對系統電源確定第一至第三相，對待核電 源依次設定對應的第一至第三擬同名相；B、實時/自動採集市電網絡的電壓相位信號，對其進行信號過零比較，將比較結 果方波化並持續輸出，作為獨立的第三方同步基準相位方波信號；C、在第一時刻T1,測試系統電源第一相的電壓相位信號，並將其轉變為方波形式 信號；D、取此時的同步基準相位方波信號為第一同步基準相位方波信號，將系統電源 第一相的電壓相位方波信號與第一同步基準相位方波信號進行比較，得到第一相位差值 Δφ"/，將第一相位差值Δφ /-/置於第一寄存器中；Ε、在第二時刻Τ2，測試待核電源第一擬同名相的電壓相位信號，並將其轉變為方 波形式信號；F、取此時的同步基準相位方波信號為第二同步基準相位方波信號，將待核電源第 一擬同名相的電壓相位方波信號與第二同步基準相位方波信號進行比較，得到第二相位差 值Δφ/2-/，將第二相位差值Δφ/2-y置於第二寄存器中；G、對寄存器中的第一相位差值Δφυ/和第二相位差值4_27的相位進行比較，得 到比較相位差Δφφ;H、若比較相位差Δφφ S 10°，則判斷系統電源的第一相和待核電源中第一擬同名 相的電壓相位相同，即兩者之間的電壓相位為同相；I、若比較相位差Δφφ在110° 130°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位 超前於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；J、若比較相位差Δφφ在230° 250°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位 滯後於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；K、若出現超出上述範圍的其他比較相角差值，作為測試異常處理；L、重複上述第C至J步驟，對系統電源和待核電源其餘各對應相分別作相位測試， 根據所得到的比較相位差的數值範圍，分別得到系統電源各相與待核電源各對應擬同名相 之間的電壓相位是「同相」、「超前」或「滯後」的對應測試結果；Μ、若系統電源各相與所對應待核電源的各擬同名相之間的測試結果均為「同相」， 則得出系統電源和待核電源「同相」的結論；N、通過「藉助市電網絡產生一個同步基準相位方波信號作為第三方參考量，在不 同時刻依次對系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位信號分別進行採集、A/D 轉換，將所測得的電壓相位信號與當時的第三方參考量進行相位比較，得到電壓相位差值， 再將系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位差值進行比較，得到比較相位差」 的方法，根據所述系統電源和待核電源對應相之間比較相位差的數值範圍，來判斷系統電 源各相和待核電源的各對應相之間是否屬於同相，進而得出系統電源和待核電源是否「同 相」的結論。上述市電網絡、系統電源或待核電源的電壓相位信號，通過RLC有源諧振電路轉 變為方波形式信號(即通常所稱的方波信號)。
上述系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過電磁感應的方式獲得。前述的同步基準相位方波信號，通過同步基準信號發生器獲得。前述系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過智能核相筆獲得。關於同步基準信號發生器和智能核相筆的相關內容，參見本說明書附圖3 6和 附圖9及其相關說明。從前述背景技術中可知，現有的傳統核相試驗方法最關鍵的問題在於(1)電源必須是同一電網同一電壓等級下的不同拓撲點；(2)核相所需的兩電源信號必須同時採集。由於操作場所/設備位置所致，如果要達到對不同電壓等級的電源間進行核相， 最關鍵的一步，必須將同步核相改成異步核相。也就是說，需要用同一個核相裝置，按前後時間/步驟，分別先後對兩個電源的相 位信號進行採集、A/D轉換、寄存和比較。這樣，從理論上講，在採集電源信號時，就完全可 以忽略電源的幅值，僅僅採集兩個電源的相位信號，就可滿足核相需要。那麼具體如何實現上述構思？通過進一步分析，可發現一個事實，同一電網具有 「單一頻率」的特性，即在同一電網下，任何一點，或者說，在任意兩個測量點之間，其頻率在 任意時刻都是完全一致的。簡單地說，就是「同網同頻」；換句話講，電力系統在穩定運行時， 其頻率在同一電網中的任意角落，應當是相同的，即全網同頻特性；這就為「異步核相」的思 路提供了有力的依據。傳統的有線或無線核相技術，就是運用上述原理，在同一時刻，測得同一電壓等級 下的兩電源某點相位信號，然後實時進行比較，獲得核相數據。如果將以前的核相方法稱為「同步核相」方法的話，那麼本技術方案的核相技術可 定義為在同網同頻的前提條件下，對不同(或相同)電壓等級的電源間可異步進行核相的 技術，是一種廣義的核相技術，也稱為「同頻異步核相」技術。在本技術方案中，採用通過市電網絡獲取/引入一個獨立的第三方同步基準相位 方波信號的方法，將系統電源或待核電源的電壓相位方波信號與當時的同步基準相位方波 信號進行相位比較，且信號採集只取相位，不取幅值，解決了電壓等級不同的系統之間無法 進行核相比較的問題。所以，採用本技術方案，可以測試不同電壓或相同電壓等級設備的相 別和相序，實現了異步核相以及跨電壓等級進行核相。在本技術方案中，將相位差信號作為實際的輸入比對信號，這樣就有效消除了系 統頻率波動造成的相位偏移現象。同時，本技術方案中的同步基準相位信號發生器採用市電網絡作為信號源，無需 單獨設置標準方波發生裝置，且大大方便了同步基準相位信號發生器的電源獲取，簡化了 同步基準相位信號發生器的電路結構。此外，智能核相筆的安裝結構與驗電筆相似，可直接裝於驗電棒上進行核相，使 用、保管均十分方便。圖3中，本技術方案中的同步基準相位方波信號，是通過同步基準信號發生器來 獲得的。本同步基準信號發生器至少包括電源輸入及電壓相位信號採集處理電路、信號過 零比較、計數器、脈衝信號調製、無線信號發送模塊、發射天線和電源模塊。
本同步基準信號發生器實時、自動地採集市電網絡的電壓相位信號，對其進行信 號過零比較，將比較結果方波化(即轉換為方波信號)，並採用發射無線信號的形式進行持 續不間斷的輸出，作為同步基準相位方波信號。市電網絡的電壓相位信號，是通過RLC有源諧振電路轉變為方波形式信號的。本技術方案中所提到的市電網絡，為220V的民用電供電網絡。發送模塊採用速度DC-IOOkHz幅移鍵控調製，工作頻率433. 920MHz。可以保證在 500米左右發送信號不失真。由於如何通過RLC有源諧振電路將電壓相位信號轉變為方波形式的脈動/脈衝信 號，在本申請人此前申請的中國實用新型專利CN 200920286267. 6「一種用於監測變電站直 流系統寄生迴路的集成化監測裝置」和CN 200920286266. 1「一種直流系統接地故障的集成 化檢測裝置」中已有具體原理和接線方式的介紹，且電源輸入及電壓相位信號採集處理電 路、信號過零比較、計數器、脈衝信號調製、無線信號發送模塊、發射天線和電源模塊均為本 領域電子技術中的常用技術手段，能滿足其功能的模塊電路均有各種市售產品可供選擇。 本領域的技術人員，在了解和掌握了本發明解決問題的思路後，無需經過創造性的勞動，即 可再現本技術方案，達到預期的技術效果，所以，上述模塊電路的具體結構和連接方法在此 不再敘述。圖4中，本技術方案中，系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過智能核相 筆來獲得。在機械結構上，智能核相筆具有一個絕緣的柱狀外殼，其柱狀外殼前端可滑動地 設置有一個導電的尖端/電極，其柱狀外殼的後端，通過螺紋連接方式與絕緣杆、驗電筆或 令克棒的前端固定連接。在電路結構上，智能核相筆至少包括電壓耦合電路、電壓限幅及過零點比較電路、 同步基準電壓相位信號接收模塊、同步相位解調電路、相位信號比較電路、相位差寄存電 路、相位信號比較/輸出電路、驅動電路和報警信號輸出電路。在第一時刻Tl，智能核相筆與系統電源某一相電源/線路進行接觸，根據電磁感 應原理在其尖端/電極上耦合出系統電源某一相的電壓相位電磁信號，並在電感線圈上感 應出電動勢，用RLC諧振原理，將系統相工頻電壓相位信號轉變為電壓相位方波信號，並與 此刻從同步基準發生器所接收到的第一同步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所獲 得的第一相位差值Δφζ7/送入第一寄存器(圖中以相位差Δ Φ1寄存器表示)中儲存。圖5中，智能核相筆在第二時刻Τ2與待核電源的某一相電源/線路接觸，根據電 磁感應原理在其尖端/電極上耦合出待核電源該相的電壓相位電磁信號，並在電感線圈上 感應出電動勢，用RLC諧振原理，將感應到的電磁信號變換成電壓相位方波信號，並與此刻 從同步基準發生器所接收到的第二同步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所獲得的 第二相位差值Δφ/2-j』送入第二寄存器(圖中以相位差Δ Φ2寄存器表示)中儲存。圖6中，智能核相筆的相位信號比較/輸出電路中的微處理器，對第一、第二寄存 器中的第一、第二位差值Δφζ'7/和Δφ/2-y的相位進行比較，得到比較相位差Δφφ。智能核相筆根據比較相位差Δφφ的數值範圍，確定系統電源某一相與待核電源的 某一相之間的電壓相位關係是「同相」、「超前」或「滯後」；並輸出相應的控制信號。根據三相電源三相電壓之間的矢量/向量關係，可知，若比較相位差Δφφ S 10°，
13則判斷系統電源的第一相和待核電源中第一擬同名相的電壓相位相同，即兩者之間的電壓 相位為同相；若比較相位差Δφφ在110° 130°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位超前 於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；若比較相位差Δφφ在230° 250°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位滯 後於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；若出現超出上述範圍的其他比較相角差值，作為測試異常處理。智能核相筆中的驅動模塊，根據相位信號比較/輸出電路中輸出的相應控制信 號，驅動語音電路和/或LED發光電路，發出「同相」、「滯後」、「超前」、「無電」、「異常」等聲、
光信號。之所以對比較相位差Δφφ給出一個範圍，是為了考慮測量或比較誤差，留有一定 的裕度。上述的內容，已經對本技術方案的「異步核相」方法整體進行了說明，下面再就本 方法與測量信號的「幅值」或「頻率」無關作進一步的敘述。如果要順利進行異步核相，要解決兩個關鍵問題1、幅值不同的影響；2、頻率波 動的影響。關於如何避免「電壓信號幅值或電場強度對測量結果的影響」問題，參見說明書附 圖7及其文字解釋，關於如何避免「頻率波動的影響對測量結果的影響」問題，參見說明書 附圖8及其文字解釋。圖7中，假定電網頻率穩定在50Hz，採用智能核相筆，在第一時刻tl，對參考電源 某相進行接觸時，通過電磁耦合可採集到其耦合出的相位信號φ々Λ並變換成方波形式記 錄；在第二時刻t2，對待核電源某相進行接觸，同樣記錄下相位信號φ2 2;然後，將φ2 2換算 至tl時刻的相位φ2"，則兩者之間的相位差值Δφ /=φ2 /-φ7 /，根據此相位差，即可判斷兩 電源間某相的核相結果是「同相」還是「非同相」。如本圖所示，用已經變換好的方波進行比較，可以看到，所取得的電壓信號的幅值 大小已經不重要了，完全可以通過限幅方式，獲得我們所需的方波波形。這也為在不同電壓 等級的兩個電源間進行核相提供了理論依據。圖8中，從理論上講，由於電網頻率圍繞著50Hz上下波動，一會兒相位發生正偏 移，一會兒相位發生副偏移，如果對於兩電源在不同時刻進行異步核相，由於頻率的上下波 動，其本身也會消除一部分誤差，對核相試驗結果影響不會很大，如果能將核相時間控制在 半小時內，這種相位偏移應該可以接受的。因為通過相位比較法進行的核相試驗，極限情況 下相位差在30度以下，可認為是同相。為了驗證上述想法是否正確，在實驗室內採用市電做試驗，對同一 220V市電相 線，用實驗室儀器前後兩次搭同一點進行核相，做了數十次以上的試驗，結果發現，在兩分 鍾內，核相結果完全正確，輸出為同相。可是超過2分鐘後，核相結果就不準了。這說明電 網頻率波動對異步核相的輸出結果影響是很大的，必須找到相應的解決辦法。經過對系統頻率特性的反覆研究發現，還是應該從同網同頻這個基本特性上做文 章，在選取系統電源作為參考量的同時，再引進一個基準參考量。也就是說，將系統電源、待 核電源分別與這個基準參考量的相位進行比對，將頻率的變化影響消除掉，然後這兩個相位差的信號再比較，就可得出最終的核相結論。具體的技術方案為製作一個市電同步基準相位信號發生器，它不斷地將市電 的相位信號通過無線方式發送出來。智能核相筆在tl時刻，對系統電源相位信號進行採 集，經過變換後，和接收到同步基準相位信號進行比較，它們的相位差就是一個固定的值 Δφ/7-y (不受頻率變化的影響)，並放到寄存器中；然後，智能核相筆在在t2時刻，對待核電 源相位信號進行採集，同樣地也和和同步基準相位信號進行比較，得出另一個固定的相位 差值Δφ/2/ (同樣消除了頻率變化的影響)。然後，將這兩個相位差值進行比較，就可判斷 待核電源的相位，相對於系統參考相的相位是「同相」、「滯後」還是「超前」。同步基準信號的頻率因為也隨著時間的變化而變化，在tl時刻與系統電源的頻 率相同，在t2時刻與待核電源的頻率相同。因此將系統電源、待核電源的相位信號首先分 別與同步基準信號相比較，就消除了時間或者說頻率的影響，使異步核相在原理上的可行 性得到了論證。從採用同步基準相位信號發生器的原因可以看到，該同步基準相位發生器採得的 相位信號，其相位具體是多少是不重要的，重要的是該信號的頻率變化必須與核相裝置採 集到的信號同步。所以即使在調製解調當中，產生一個相位位移，也是無關緊要的，只要它 是一個比較固定的值，那麼，就不會影響到最終的比對結論。所以，從根本上來說，異步核相技術是同步核相技術的進一步延伸。綜上所述，本技術方案首先通過市電網絡，獲得一個實時的市電同步基準相位方 波信號；然後，在第一時刻對系統電源的相位信號進行採集，經過變換後，和此刻所接收到 的第一同步基準相位方波信號進行比較，其相位差就是一個固定的值Acpz7-y (不受頻率變 化的影響)，並放到寄存器中；再次，在第二時刻，對待核電源的相位信號進行採集，同樣地 也與此刻所接受到的第二同步基準方波相位信號進行比較，得出另一個固定的相位差值 Δφ/2-y (同樣消除了頻率變化的影響)；最後，將這兩個相位差值進行比較，就可判斷待核 電源的相位，相對於系統參考相的相位是「同相」、「滯後」還是「超前」。智能核相筆的具體結構簡介如下如圖9所示，在機械結構上，智能核相筆具有一個絕緣的柱狀外殼9-1，其柱狀外 殼前端可滑動地設置有一個導電的尖端/電極9-3，其柱狀外殼的後端，通過螺紋連接杆 9-6的螺紋連接方式與絕緣杆、驗電筆或令克棒的前端固定連接。智能核相筆的尖端/電極可滑動地設置在智能核相筆上(圖中未示出)，在智能核 相筆的尖端/電極下方設置一個壓電傳感器模塊或微動開關(圖中未示出)，壓電傳感器模 塊或微動開關的一對常開接點串接在智能核相筆電壓耦合電路的信號輸出端，當所述智能 核相筆的尖端/電極與某一相電源/線路電導體接觸時，在壓力作用下，所述壓電傳感器模 塊或微動開關的常開接點接通，電壓耦合電路有信號輸出。在智能核相筆柱狀外殼的內側壁，設置有一屏蔽層9-2，因為智能核相筆工作在強 電場下，必須有很好的防電磁幹擾措施，以最大程度地隔絕或減少周圍電磁場對位於智能 核相筆內部的電子線路9-5的幹擾。在智能核相筆柱狀外殼上設置有電源開關9-4，其殼體上設置有信號燈9-9，用於 發出光信號；在在智能核相筆柱狀外殼內，設置有內裝電路線路板9-5、喇叭9-7和內裝電 池 9-8。
15
其喇叭用於發出聲音信號，其內裝電池可以採用9V層積電池，以減小整個裝置的 體積。之所以採用「可滑動的尖端/電極」、「在尖端/電極下方設置一壓電傳感器模塊或 微動開關」和「當智能核相筆的尖端/電極與導體接觸時，在壓力作用下壓電傳感器模塊或 微動開關的常開接點接通，電壓耦合電路有信號輸出」的機械結構和電路接線方式，是為了 精確定位核相時刻，進一步減輕了電磁幹擾對核相正確性的影響。核相測試過程簡介如下第一步智能核相筆的筆頭與系統電源相接觸，根據電磁感應原理在筆頭(電極) 上耦合出工頻相位電磁信號，並在電感線圈上感應出電動勢，用RLC諧振原理，將系統相工 頻電壓相位信號，轉變為電壓相位方波信號(以下簡稱為電壓相位信號)，並與從同步基準 發生器接收到的同步基準方波信號(以下簡稱為同步基準信號)進行比較，其差值Δφ口-y 置於寄存器中。智能核相筆的開始採樣時刻，在筆頭(電極)下方採用了一壓電傳感器，來進行確 定。採樣周期不宜過長或過短，以工頻(50Hz)的100 150個周波為宜。也就是說核相操 作人員手持核相棒將智能核相筆接觸於導體的時間不應少於2 3秒第二步智能核相筆的筆頭與待核線路的相接觸，將感應到的電磁信號變換成方 波信號形式，假設此時系統頻率發生變化，頻率從π變化為f2，其差值為Δ f,此時從同步 基準發生器接收到的同步基準方波信號，其頻率變化同樣為Δι，將此二者相位信號進行比 較，其差值AcpG-y為一恆定值，已經將頻率變化帶來的影響消除。第三步智能核相筆中的微處理器，對寄存器中的Δφ//-/和Δφ/2-y的相位進行比 較，得到Δφφ (指ΔφΗ+Δφ^/ )，考慮誤差，留有一定的裕度，當Δφ ^ΙΟ。可認為同相，
Δφφ在(110° 130° )為滯後，Δφφ在(230° 250° )為超前，如出現其他相角差，作 為異常處理。驅動模塊主要驅動音響和LED發光彩帶或彩條。按設計要求可發出「同相」、「滯 後」、「超前」、「無電」、「異常」等聲光信號。實施例1 常規的系統電源和待測電源之間的核相步驟1)自檢與自核步驟由於該智能核相筆採用了異步核相方法，所以自檢工作和過程就比較簡單。將同步基準信號發生器插於市電插座上，智能核相筆開啟，接收到同步基準信號 後，智能核相筆語音提示，報「正常」信，裝置自檢完成。然後，對變電站內380V三相電源迴路或PT 二次三相電壓迴路進行自核試驗，以A 相為基準，對A、B、C三相分別進行核相，測得「同相」、「滯後」、「超前」，即可認定該智能核相
筆裝置正常。2)正常兩電源間核相步驟操作人員來到核相地點，將智能核相筆安置於絕緣杆(驗電筆或林克棒)上，開啟 智能核相筆電源，接收到同步基準信號後，智能核相筆語音提示，報「正常」信，提示操作人 員可開始核相。第一步以系統電源A相為參考相位信號進行核相
操作人員手提絕緣杆，使得智能核相筆頭與系統電源A相測試點接觸，停頓2 3 秒鐘，將其相位信號採集進來，經與此時的同步相位信號比對後，其差值作為系統電源A相 的相位信號值，置於寄存器中。操作人員手提絕緣杆，使得智能核相筆頭與待核電源A'相測試點接觸，停頓2 3秒鐘，將其相位信號採集進來，經與此時的同步相位信號比對後，其差值作為待核電源 A'相的相位信號值，將其值與系統電源A相的相位信號值進行相位比較後，根據前述內容 中的相位差值的數值範圍進行判斷，如正確，輸出「同相」信號，否則將輸出「滯後」或「超前」信號。然後，操作人員按相同步驟，對待核電源B'相、C'相進行核相，如正確，應分別輸 出「滯後」及「超前」信號。第二步以系統電源B相為參考相位信號進行核相操作步驟同第一步，核相輸出，如正確，應分別輸出「超前」、「同相」、「滯後」信號。第三步以系統電源C相為參考相位信號進行核相操作步驟同第一步，核相輸出，如正確，應分別輸出「滯後」、「超前」、「同相」信號。判斷依據如果A-A' ,B-B' ,C-C'之間均是「同相」，就證明兩電源的相位相同。 其它提示，僅作參考。實施例2:單電源正常相序的核對步驟由於本方法可判斷出交流電源各相之間的相位差，故還可以對單個交流電源三相 之間的相序/相位進行測量和核對。操作人員來到核相地點，將智能核相筆安置於絕緣杆(驗電筆或林克棒)上，開啟 智能核相筆電源，接收到同步基準信號後，智能核相筆語音提示，報「正常」信，提示操作人 員可開始進行相序核對。第一步以電源A相為參考，對電源B相進行相位核對操作人員手提絕緣杆，使得智能核相筆頭與電源A相測試點接觸，停頓2 3秒 鍾，將其相位信號採集進來，經與同步相位信號比對後，其差值作為系統電源A相的相位信 號置於寄存器中。操作人員手提絕緣杆，使得智能核相筆頭與電源B相測試點接觸，停頓2 3秒 鍾，將其相位信號採集進來，經與同步相位信號比對後，其差值作為電源B相的相位信號 值，其相位差值與電源A相的相位信號值進行比較後，如正確，輸出「滯後」信號。第二步以電源A相為參考，對電源C相進行相位核對操作步驟同第一步，經比較後，如正確，輸出「超前」信號。判斷依據如A-B、A_C相之間的測量結果輸出依次為「滯後」和「超前」信號，則該 電源為正相序，如果測量結果輸出依次為「超前」和「滯後」信號，則為反相序。在實施方式和所涉及人工等方面，將本技術方案和原有傳統的「核相」相方法比 較，可以看到1、本技術方案的實施，平均估計每次可以比傳統的核相過程至少縮短1小時，減 少2 3個人工。以平均送電負荷1萬KVA算，提前送電一小時則多送電一萬度，約增加收入3000
17元，少支出人力成本4000元；那麼相對來說，一次核相工作過程即可增加毛利7000元。若添置新的核相裝置需多支出成本50000元，則平均核相7次即可收回報資 (Payback) 0以一個變電站一年若需要進行核相工作5次計，則5年中的內部收益率(IRR， Internal Rate of Return)約為 200%。2、應用本技術方案，由於完全採用了智能數字晶片進行邏輯處理和判斷，減少了 人的主觀判斷，對操作人員沒有過高的素質要求，操作簡便安全可靠，培訓時間相對傳統核 相裝置更短，為電網安全運行提供間接的支持。3.對於有一定距離的動力電纜，還可採用異地核相的方法，應用本核相技術中的 智能核相裝置完全可以滿足異地核相的需要。這樣既可方便地測試出動力電纜接線是否正 確、相序是否接反，有無缺相等等。可以對新建變電站的臨時電源在剛開通時就得到確認， 保證臨時電源相序、相式的正確性。對新建變電站最終的順利投運有積極意義。此外，隨著智能電網的發展，GIS(GIS為Gas Insulator Switch的縮寫，封閉式 組合電器)技術的廣泛應用，多種相同或不同類型的高壓設備通過GIS封裝技術連接成一 個整體，有時，核對兩個電源間的相位相當困難，只能通過同期的辦法進行判別。對於某些 35KV迴路沒有同期迴路的，一次核相試驗項目只能不做，僅通過二次核相作為相位正確的 依據。而現在採用本技術方案，可直接從電源的送入端(高壓側)對PT 二次側(最終負載 側)進行核相，從迴路的完整性上來保證核相試驗的正確。可以做到常規核相儀器無法做 到的事情。故此，本技術方案的實施，突破了傳統的核相試驗思路，使得電力系統的核相技 術，從同步核相躍升到了異步核相的臺階，具有良好的性能價格比和實用性，具有良好的開 放性和可擴充性；是一項方法的創新。同頻異步核相理論在電力系統生產上的應用，必將推 動相關工作的管理創新，為電力行業在變電站不斷增加，又必須確保安全的前提下不增加 員工，提供了空間。本發明可廣泛用於電力系統的試驗和運行管理領域。
權利要求
一種同頻異步核相方法，包括對系統電源和待核電源各對應相的相位信號進行採集、A/D轉換、寄存和比較，得到所需的測量結果，其特徵是A、按照設備安裝位置或預定測試順序，對系統電源確定第一至第三相，對待核電源依次設定對應的第一至第三擬同名相；B、實時採集市電網絡的電壓相位信號，對其進行信號過零比較，將比較結果方波化並輸出，作為獨立的第三方同步基準相位方波信號；C、在第一時刻T1，測試系統電源第一相的電壓相位信號，並將其轉變為方波形式信號；D、取此時的同步基準相位方波信號為第一同步基準相位方波信號，將系統電源第一相的電壓相位方波信號與第一同步基準相位方波信號進行比較，得到第一相位差值將第一相位差值置於第一寄存器中；E、在第二時刻T2，測試待核電源第一擬同名相的電壓相位信號，並將其轉變為方波形式信號；F、取此時的同步基準相位方波信號為第二同步基準相位方波信號，將待核電源第一擬同名相的電壓相位方波信號與第二同步基準相位方波信號進行比較，得到第二相位差值將第二相位差值置於第二寄存器中；G、對寄存器中的第一相位差值和第二相位差值的相位進行比較，得到比較相位差H、若比較相位差則判斷系統電源的第一相和待核電源中第一擬同名相的電壓相位相同，即兩者之間的電壓相位為同相；I、若比較相位差在110°～130°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位超前於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；J、若比較相位差在230°～250°之間，則判斷系統電源第一相的電壓相位滯後於待核電源中第一擬同名相的電壓相位；K、若出現超出上述範圍的其他比較相角差值，作為測試異常處理；L、重複上述第C至J步驟，對系統電源和待核電源其餘各對應相分別作相位測試，根據所得到的比較相位差的數值範圍，分別得到系統電源各相與待核電源各對應擬同名相之間的電壓相位是「同相」、「超前」或「滯後」的對應測試結果；M、若系統電源各相與所對應待核電源的各擬同名相之間的測試結果均為「同相」，則得出系統電源和待核電源「同相」的結論；N、通過「藉助市電網絡產生一個同步基準相位方波信號作為第三方參考量，在不同時刻依次對系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位信號分別進行採集、A/D轉換，將所測得的電壓相位信號與當時的第三方參考量進行相位比較，得到電壓相位差值，再將系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位差值進行比較，得到比較相位差」的方法，根據所述系統電源和待核電源對應相之間比較相位差的數值範圍，來判斷系統電源各相和待核電源的各對應相之間是否屬於同相，進而得出系統電源和待核電源是否「同相」的結論。FSA00000263938200011.tif,FSA00000263938200012.tif,FSA00000263938200013.tif,FSA00000263938200014.tif,FSA00000263938200015.tif,FSA00000263938200016.tif,FSA00000263938200017.tif,FSA00000263938200018.tif,FSA00000263938200019.tif,FSA000002639382000110.tif
2.按照權利要求1所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述市電網絡、系統電源或待 核電源的電壓相位信號，通過RLC諧振電路轉變為方波形式信號。
3.按照權利要求1所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述系統電源或待核電源各相的電壓相位信號，通過電磁感應的方式獲得。
4.按照權利要求1所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述的同步基準相位方波信號 通過同步基準信號發生器獲得；所述的同步基準信號發生器至少包括電源輸入及電壓相位 信號採集處理電路、信號過零比較、計數器、脈衝信號調製、無線信號發送模塊、發射天線和 電源模塊；所述的同步基準信號發生器實時採集市電網絡的電壓相位信號，對其進行信號 過零比較，將比較結果方波化並採用發射無線信號的形式進行持續輸出，作為同步基準相 位方波信號。
5.按照權利要求1所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述系統電源或待核電源各相 的電壓相位信號，通過智能核相筆獲得；所述的智能核相筆具有一個絕緣的柱狀外殼，其柱 狀外殼前端可滑動地設置有一個導電的尖端/電極，其柱狀外殼的後端，通過螺紋連接方 式與絕緣杆、驗電筆或令克棒的前端固定連接；所述的智能核相筆至少包括電壓耦合電路、 電壓限幅及過零點比較電路、同步基準電壓相位信號接收模塊、同步相位解調電路、相位信 號比較電路、相位差寄存電路、相位信號比較/輸出電路、驅動電路和報警信號輸出電路。
6.按照權利要求5所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述智能核相筆的尖端/電極 可滑動地設置在智能核相筆上，在所述智能核相筆的尖端/電極下方設置一壓電傳感器模 塊或微動開關，所述壓電傳感器模塊或微動開關的一對常開接點串接在智能核相筆電壓耦 合電路的信號輸出端，當所述智能核相筆的尖端/電極與某一相電源/線路電導體接觸時， 在壓力作用下，所述壓電傳感器模塊或微動開關的常開接點接通，電壓耦合電路有信號輸 出ο
7.按照權利要求5或6所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述的智能核相筆在第一 時刻與系統電源某一相電源/線路進行接觸，根據電磁感應原理在其尖端/電極上耦合出 系統電源某一相的電壓相位電磁信號，並在電感線圈上感應出電動勢，用RLC諧振原理，將 系統相工頻電壓相位信號轉變為方波信號，並與此刻從同步基準發生器所接收到的第一同 步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所獲得的第一相位差值ΔφΗ/送入第一寄存器 中儲存；所述的智能核相筆在第二時刻與待核電源的某一相電源/線路接觸，根據電磁感應 原理在其尖端/電極上耦合出待核電源該相的電壓相位電磁信號，並在電感線圈上感應出 電動勢，用RLC諧振原理，將感應到的電磁信號變換成方波信號，並與此刻從同步基準發生 器所接收到的第二同步基準相位方波信號進行相位比較，將比較所獲得的第二相位差值 Δφζ'2/送入第二寄存器中儲存；所述智能核相筆的相位信號比較/輸出電路中的微處理器，對第一、第二寄存器中的 第一、第二位差值Δφ/7/和Δφ/2/的相位進行比較，得到比較相位差Δφφ;所述的智能核相筆根據比較相位差Δφφ的數值範圍，確定系統電源某一相與待核電源 的某一相之間的電壓相位關係是「同相」、「超前」或「滯後」；並輸出相應的控制信號；所述智能核相筆中的驅動模塊，根據相位信號比較/輸出電路中輸出的相應控制信 號，驅動語音電路和/或LED發光電路，發出「同相」、「滯後」、「超前」、「無電」、「異常」等聲、 光信號。
8.按照權利要求5所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述智能核相筆尖端/電極與 某一相電源/線路電導體接觸的時間長度以100 150個工頻周波為宜。
9.按照權利要求5所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述智能核相筆尖端/電極與 某一相電源/線路電導體接觸的時間不少於2 3秒。
10.按照權利要求1所述的同頻異步核相方法，其特徵是所述的市電網絡為220V的民 用電供電網絡。
全文摘要
一種同頻異步核相方法，屬測量領域。其藉助市電網絡產生一個同步基準相位信號作為第三方參考量，在不同時刻依次對系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位信號分別進行採集，將所測電壓相位信號與此刻的第三方參考量進行相位比較，得到電壓相位差值，再將系統電源各相和待核電源各對應相之間的電壓相位差值進行比較，得到比較相位差，根據比較相位差的數值範圍，來判斷系統電源各相和待核電源的各對應相之間是否屬於同相，進而得出系統電源和待核電源是否「同相」的結論。其採用異步核相的方法，可對相同或不同電壓等級之間的系統進行核相，可測試供電迴路是否存在「缺相」等故障，能進行異地核相，拓展了常規核相試驗的應用領域。
文檔編號G01R29/18GK101943719SQ20101027748
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者萬軼倫, 於盛楠, 孫陽盛, 張華 , 張瑾, 殷立軍, 沈光敏, 王立峰, 聶鵬晨, 謝邦鵬, 都文蔚 申請人:上海希明電氣技術有限公司;上海市電力公司