继电保护最重要的是可靠性范文

导语：如何才能写好一篇继电保护最重要的是可靠性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】电力系统 继电保护 安全措施

一、继电保护的概念

继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护的自动装置。它能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并使断路器跳闸或发出信号。其基本任务是自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。另外，它还能反映出电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，发出信号、减负荷或跳闸。

二、继电保护的要求

（1）可靠性。可靠性是对继电保护性能的最根本要求。可靠性主要取决于保护装置本身的制造质量、保护回路的连接和运行维护的水平。一般而言，保护装置的组成元件质量越高、回路接线越简单，保护的工作就越可靠。同时，正确地调试、整定，良好地运行维护以及丰富的运行经验，对于提高保护的可靠性具有重要的作用。要防止继电保护的误动和拒动给电力系统造成严重的危害。

（2）选择性。继电保护的选择性，是指保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。

（3）速动性。继电保护的速动性，是指尽可能快地切除故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。

（4）灵敏性。继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

三、确保继电保护安全运行的措施

（一）调度保护定值整定单应采取的措施：

①对于新保护的投运，必须要求提供周全的技术资料，包括装置的技术说明书、一二次图纸、CT回路变比、相关设备的出厂试验报告等，在熟悉相关的技术资料后出具调试定值单，提供给施工单位完成现场的保护调试。其中应该特别注意有关保护程序的更改在保护技术说明书中可能没有反映，因此施工人员在调试过程中必须将保护程序更改的情况及时反馈给调度保护定值整定人员，在调试工作完成后由调度定值整定人员出具符合现场实际的保护定值单，该定值单必须由相关部门业务领导审核确认后方可交给施工单位现场放定值。定值放置验收合格后必须与调度核对现场使用的定值单正确。②保护定值单的整定应考虑到利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合外，还必须注意相邻元件后备保护之间的正确配合，以满足选择性的要求；注意装置速动保护、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来实现速动性的要求。

（二）保护设备安装检查应采取的措施

新保护屏抵达生产现场后一般性检查非常重要，大致包括以下几个方面：①清点连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。保护屏后的端子排端子螺丝非常多，特别是新安装的保护屏经过运输、搬运，大部分螺丝已经松动，在现场就位以后，必须认认真真、一个不漏地紧固一遍，否则就是保护拒动、误动的隐患。②是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。③保护屏的各装置机箱、屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。最重要的是，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。④电流、电压回路的接地也存在可靠性问题，如接地在端子箱，那么端子箱的接地是否可靠，也需要认真检验。

（三）继电保护装置现场调试应采取的措施

在继电保护装置检验过程中必须注意：①对保护装置的功能进行认真检验，不能漏项、缺项，发现问题及时联系调度继电保护人员和生产厂家，整改到位；②应严格检验二次回路接线是否正确、是否与厂家屏图及二次施工图纸相一致，在检验过程中发现二次回路有设计错误需要修改图纸应上报设计人员和调度保护管理人员，经三方确认后由设计人员出具设计修改通知单后方可进行二次回路修改并在二次施工图上做相应更正，待施工完成后将修改的施工图送交设计单位出竣工图。③将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作。电流回路升流、电压回路升压试验，也必须在其它试验项目完成后最后进行。④检验结束后，必须将调试报告和二次接线的变更情况上报调度二次保护管理及现场运维单位。⑤检验结束后，由保护及运维管理单位组织对保护装置交接验收，交接验收应该按照规定的流程进行，发现问题及时整改到位。应特别注意现场保护装置定值区的放置与核对。

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关键词：电力系统 继电保护 检修 维护 安全运行

继电保护是保证电力系统安全运行，提高经济效益的必要手段。随着电力系统的高速发展，电力系统的容量越来越庞大，供电范围越来越广，系统结构日趋复杂，现代化大电网对继电保护的动作正确率要求更高。近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力，同时这也对继电保护工作提出了新的挑战。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量，已成为迫切需要解决的技术问题。鉴于继电保护的重要性及其存在的问题,对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，具有十分重要的意义。本文就如何进行继电保护检修及维护，保证系统无故障设备正常运行，结合本人多年的工作经验进行探讨。

一、继电保护概念、基本任务、性能要求

1.继电保护概念

继电保护是指在一次回路（变压器、发电机组，输电线缆等）工作出现异常或短路时，利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。它不仅仅是一个事故处理与反应装置，同时也是监控电力系统正常运行的装置。

2.继电保护装置的任务

继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。继电保护装置广泛使用在变电站和断路器上，用来检测电网运行状态、记录故障、控制断路器工作,是保障电网可靠运行的重要组成部分。

3.继电保护装置基本要求

根据继电保护装置在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。

选择性。是指在可能的最小范围内切除故障，以保证最大限度地向无故障部分继续稳定供电。

快速性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

灵敏性。是指继电系统反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。继电保护装置对保护设备可能发生的故障和正常运行的情况，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，都能够灵敏的感受和灵敏地作。

可靠性。可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作（即不误动）。

二、电力系统继电保护装置常见的故障

1.继电器触点松动。触点是继电器完成切换负荷的电接触零件，许多继电器的弊病是触点松动或触点开裂以及触点尺寸位置有偏差，这在很大程度上影响继电器接触的可靠性。继电器参数不当，电磁继电器的零部件相称部门是铆装配合的，存在的主要问题是铆装处松动或结合强度差。

2.电磁系统铆装件变形。铆装后零件弯曲、扭斜、墩粗黑给下道工序的装配或调整造成难题，甚至会造成报废。

3.玻璃绝缘子损伤问题。玻璃绝缘子是由金属插脚与玻璃烧结而成,在检查、装配、调整、运输、清洗时轻易泛起的插脚弯曲,玻璃绝缘子掉块、开裂,而造成漏气导致绝缘及耐压机能下降,插脚滚动还会造成接触簧片移位,影响产品可靠通断。

4.电流互感器问题。互感器质量差，在长期的运行中，工作特性发生变化，影响保护装置的工作效果。同时电流互感器在严重饱和时，也会会导致断路器保护的拒动，引起主变压器后备保护越级跳闸。

5.干扰问题。在继电保护工作的周围，常有强辐射电场和相应的磁场。变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中，回路将感应出高频电压，形成一个假信号源,从而导致继电保护装置不正确动作。如晶体管保护装置易受干扰源的影响，如电弧、闪电电路、短路故障等诸多因素，导致发生误动或拒动。

6.线圈故障问题，继电器用的线圈种类繁多，有外包的、也有无外包的，线圈都应单件隔开放置在专用用具中，假如碰撞交连，在分开时会造成断线。

7.周围环境影响引起的问题。继电保护装置在运行过程中受周围环境影响大。由于其周围空气中存在大量的粉尘和有害气体，同时又受到高温的影响，将加速继电保护装置的老化，导致性能改变。有害气体也会腐蚀电路板和接插座，造成继电器点被氧化，引起接触不良，失去保护功能。

三、继电保护故障处理方法

1.直观法

直观法主要用于处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。例如10KV开关拒分或拒合故障处理，在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在，更换损坏的元件即可。

2.替换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。

3.参照法

通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。

4.短接法

将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。

5.逐项拆除法

将并联在一起的二次回路顺序拆开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查找直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。

四、电力系统继电保护装置的维护措施

1.完善规章制度

依据继电保护的特点，健全和完善保护装置运行管理的规章制度是十分必要的。继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期校验、缺陷处理等档案应逐步采用计算机管理跟踪检查、严格考核、实行奖惩，促进继电保护工作的开展。同时电力系统在管理中应加强对继电保护工作的奖惩力度。例如设立年度继电保护专业劳动竞赛奖等多项奖，制定本单位的奖励办法并进行奖励，从而增强继电保护人员的荣誉感和责任心。

2.定期检验和一般检查相结合

在继电保护装置检验过程中必须要注意到，将整组试验和电流回路升流试验放在试验检测的最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件。电压回路升压试验，也必须在其它试验项目完成后进行。在定期检验中,经常在检验完成后设备投入运行而暂时没负荷的情况下，不能测量负荷向量和打印负荷采样值。此外，不论何种保护，进行一般性检查是很重要的，而且对于现场检查也应当重视,认真去做。一般性检查大致包括两个方面: 首先清点连接件是否紧固、焊接点是否虚焊和机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝比较多, 特别是新安装的保护屏经过运输搬运，大部分螺丝已经松动，在现场就位以后，必须认真一个不漏的紧固一遍，否则就给保护拒动、误动留下隐患。其次是应该将装置所有的插件拔下来认真检查一遍， 将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项日常工作去落实。

3.做好接地工作

继电保护工作中接地问题是非常突出的，大致分以下两点：首先，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。最重要的是，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

4.保证定值区的正确性

微机保护的一个优点是可以有多个定值区，这极大方便了电网运行方式变化情况下的定值更改问题。但是还必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌，必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。采取的措施是，在修改完定值后，必须打印定值单及定值区号，注意日期、变电站、修改人员及设备名称，并重点在继电保护工作记录中注明定值编号，避免定值区出错。

5.依靠技术进步，提高设备装备水平

调度自动化、配网自动化、带电作业、MIS 系统的开发与应用，都将为供电可靠性提供较好的技术支持。提高继电保护设备的可靠运行，就要充分利用现代的先进技术，提高设备装备水平。首先，提高电网装备水平，积极采用新技术、新设备，如真空断路器、SF6 断路器、柱上真空开关、金属氧化物避雷器、硅橡胶绝缘子、交联电缆等，减少因设备质量问题、试验周期短造成的不必要停电。同时，对变电所进行无油化改造。其次，不断加大电网改造力度。改善城区10KV 线路网络结构，逐步实现手拉手供电，线路供电半径要适中、供电负荷基本合理，并逐步进行配网自动化项目的试点。第三，依靠科技进步逐步实现输、变、配电设备的状态监测和状态检修，通过在线检测、盐密指导清扫、带电测温、油务监督等先进的测试手段和科学的分析评估方法，掌握设备的性能，指导设备的检修：变电设备涂刷RTV，延长清扫周期。

6.协调配置保护人员

在继电保护中，调度、继保以及运行人员都会参与到其中。三方必须做到步调一致，思想统一，使三方人员合作意识与新型保护一道跟上去。摆好自己的位置，要明确继保人员与电网调度和基层运行人员一样，是电网生产的第一线人员,干着共同事业,有着共同目标。如果说继电保护人员是“主治医生”，那么调度人员是“负责兼挂号”，运行人员是“医生兼护士”，只有三方面配合默契，才能更好地医治“患者”。继电保护才能健康运行。

五、结束语

电力作为国家主要的基础能源，对国家快速发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障，在进行继电保护时的检测和维护中,按照原则将任何一种因素都考虑周全来保证继电保护措施之间不失配、不越级，进行全面、仔细地分析，迅速消除装置本身的故障，才能充分发挥继电保护装置对电网的稳定作用，对电网安全意义重大。

参考文献：

[1]马永翔.电力系统继电保护[M].重庆:重庆大学出版社.2004.

[2]张国雄.继电保护技术分析[J].中小企业管理与科技.2009(5).

[3]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨询导报.2007(7).

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关键词：电力系统；继电保护；状态检修；维护

中图分类号： TM715文献标识码： A 文章编号：

一、继电保护、基本任务

1.继电保护装置的任务

继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

2.继电保护装置基本要求

根据继电保护装置在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。选择性。是指在可能的最小范围内切除故障，以保证最大限度地向无故障部分继续稳定供电。

二、电力系统继电保护装置常见的故障

1.继电器触点松动。触点是继电器完成切换负荷的电接触零件，许多继电器的弊病是触点松动或触点开裂以及触点尺寸位置有偏差，这在很大程度上影响继电器接触的可靠性。继电器参数不当，电磁继电器的零部件相称部门是铆装配合的，存在的主要问题是铆装处松动或结合强度差。

2.电磁系统铆装件变形。铆装后零件弯曲、扭斜、墩粗黑给下道工序的装配或调整造成难题，甚至会造成报废。

3.玻璃绝缘子损伤问题。玻璃绝缘子是由金属插脚与玻璃烧结而成,在检查、装配、调整、运输、清洗时轻易泛起的插脚弯曲,玻璃绝缘子掉块、开裂,而造成漏气导致绝缘及耐压机能下降,插脚滚动还会造成接触簧片移位,影响产品可靠通断。

4.电流互感器问题。互感器质量差，在长期的运行中，工作特性发生变化，影响保护装置的工作效果。同时电流互感器在严重饱和时，也会会导致断路器保护的拒动，引起主变压器后备保护越级跳闸。

5.干扰问题。在继电保护工作的周围，常有强辐射电场和相应的磁场。变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中，回路将感应出高频电压，形成一个假信号源,从而导致继电保护装置不正确动作。如晶体管保护装置易受干扰源的影响，如电弧、闪电电路、短路故障等诸多因素，导致发生误动或拒动。

6.线圈故障问题，继电器用的线圈种类繁多，有外包的、也有无外包的，线圈都应单件隔开放置在专用用具中，假如碰撞交连，在分开时会造成断线。

7.周围环境影响引起的问题。继电保护装置在运行过程中受周围环境影响大。由于其周围空气中存在大量的粉尘和有害气体，同时又受到高温的影响，将加速继电保护装置的老化，导致性能改变。有害气体也会腐蚀电路板和接插座，造成继电器点被氧化，引起接触不良，失去保护功能。

三、继电保护故障处理方法

1.直观法

直观法主要用于处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。例如10KV开关拒分或拒合故障处理，在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄，或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在，更换损坏的元件即可。

2.替换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。

3.参照法

通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。

4.短接法

将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。

5.逐项拆除法

将并联在一起的二次回路顺序拆开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查找直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。

四、电力系统继电保护装置的维护措施

1.完善规章制度

依据继电保护的特点，健全和完善保护装置运行管理的规章制度是十分必要的。继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期校验、缺陷处理等档案应逐步采用计算机管理跟踪检查、严格考核、实行奖惩，促进继电保护工作的开展。同时电力系统在管理中应加强对继电保护工作的奖惩力度。例如设立年度继电保护专业劳动竞赛奖等多项奖，制定本单位的奖励办法并进行奖励，从而增强继电保护人员的荣誉感和责任心。

2.定期检验和一般检查相结合

在继电保护装置检验过程中必须要注意到，将整组试验和电流回路升流试验放在试验检测的最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件。电压回路升压试验，也必须在其它试验项目完成后进行。在定期检验中,经常在检验完成后设备投入运行而暂时没负荷的情况下，不能测量负荷向量和打印负荷采样值。此外，不论何种保护，进行一般性检查是很重要的，而且对于现场检查也应当重视,认真去做。一般性检查大致包括两个方面: 首先清点连接件是否紧固、焊接点是否虚焊和机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝比较多, 特别是新安装的保护屏经过运输搬运，大部分螺丝已经松动，在现场就位以后，必须认真一个不漏的紧固一遍，否则就给保护拒动、误动留下隐患。其次是应该将装置所有的插件拔下来认真检查一遍， 将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项日常工作去落实。

3.做好接地工作

继电保护工作中接地问题是非常突出的，大致分以下两点：首先，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。最重要的是，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

4.依靠技术进步，提高设备装备水平

调度自动化、配网自动化、带电作业、MIS 系统的开发与应用，都将为供电可靠性提供较好的技术支持。提高继电保护设备的可靠运行，就要充分利用现代的先进技术，提高设备装备水平。首先，提高电网装备水平，积极采用新技术、新设备，如真空断路器、SF6 断路器、柱上真空开关、金属氧化物避雷器、硅橡胶绝缘子、交联电缆等，减少因设备质量问题、试验周期短造成的不必要停电。同时，对变电所进行无油化改造。其次，不断加大电网改造力度。改善城区10KV 线路网络结构，逐步实现手拉手供电，线路供电半径要适中、供电负荷基本合理，并逐步进行配网自动化项目的试点。第三，依靠科技进步逐步实现输、变、配电设备的状态监测和状态检修，通过在线检测、盐密指导清扫、带电测温、油务监督等先进的测试手段和科学的分析评估方法，掌握设备的性能，指导设备的检修：变电设备涂刷RTV，延长清扫周期。

5.协调配置保护人员

在继电保护中，调度、继保以及运行人员都会参与到其中。三方必须做到步调一致，思想统一，使三方人员合作意识与新型保护一道跟上去。摆好自己的位置，要明确继保人员与电网调度和基层运行人员一样，是电网生产的第一线人员,干着共同事业,有着共同目标。如果说继电保护人员是“主治医生”，那么调度人员是“负责兼挂号”，运行人员是“医生兼护士”，只有三方面配合默契，才能更好地医治“患者”。继电保护才能健康运行。

五、结束语

电力作为国家主要的基础能源，对国家快速发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。继电保护装置是电力系统安全运行的重要保障，在进行继电保护时的检测和维护中,按照原则将任何一种因素都考虑周全来保证继电保护措施之间不失配、不越级，进行全面、仔细地分析，迅速消除装置本身的故障，才能充分发挥继电保护装置对电网的稳定作用，对电网安全意义重大。

参考文献：

[1]马永翔.电力系统继电保护[M].重庆:重庆大学出版社.2004.

[2]张国雄.继电保护技术分析[J].中小企业管理与科技.2009(5).

[3]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨询导报.2007(7).

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【关键词】电力系统；继电保护技术；电力损耗；发展趋势

前言：在现代化的电力需求中，家电设备增多、企业用电机器增多、发电机容量增大等多种客观方面的原因使得电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大。这就需要一种既能够保护机器正常运转，又能够对短路等用电现象提出及时警报的技术。无疑，继电保护技术便应运而生。电力系统继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术。计算机控制技术成功运用到电力系统继电保护中，使得未来继电保护技术发展趋势具有计算机化、网络化、智能化等特点。我国继电保护学科、技术、继电器制造和人才队伍培养从无到有，在小活吸收国外先进继电保护设备和运行技术的基础上，建成了一支具有深厚理论功底和丰富运行经验的继电保护队伍。经过6O年的发展和探索，我国已经建成了继电保护研究、设计、加工制造、运行维护和教学的完整体系。

一、电力系统继电保护组成与工作原理

1、继电器的分类

在继电保护中继电器根据其发挥的作用可以分为两大类，分别是辅助与测量继电器。测量继电器可以对电气量产生的变化直接反映，根据不同电气量，还可以分为电流、电压、功率、阻抗、频率继电器等；辅助继电器发挥了改进与保护完善的功能，根据不同的作用，可以分为中间、事件、信号继电器等。

2、继电器组成与原理

继电器保护有很多种类，可是一般组成包括测量、逻辑、执行模块、输入信号，具体是指源自于保护电力传出系统对象的信号，采集测量模块源自于被保护对象有关的运行信号特点，测量信号的获取需要比较给定的整定数值，传输比较结果到逻辑模块。逻辑模块按照测量模块传输的对比数值特点、大小以及出现的顺序或者是各种上述参数的融合，实行逻辑计算，得出的逻辑数值也是动作是否进行的重要根据。

二、确保维电保护安全运行的措施

1.做好继电保护装置检验。在继电保护装置检验过程中必须注意：将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件.改定值，改定值区改变二次回路接线等工作电流回路升流和电压回路升压试验，也必须在其它试验项目完成后最后进行。

2.努力做好一般性检查。不论何种保护，一般性检查都是非常重要的。首先清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

3.接地问题。继电保护工作中接地问题是非常突出的，大致分以下两点：首先，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。最重要的是，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

4.跟踪继电保护设备运行情况，及时、合理安排消缺。通过故障管理，可以随时掌握设备运行情况，做到心中有数： 哪些设备无故障，可以让人放心，哪些设备还存在故障，故障是否影响设备安全运行，并对存在故障的设备，按照故障性质，分轻重缓急，立刻安排解决或逐步纳入月度生产检修计划进行设备消缺或结合继电保护定期检验、交接性校验、状态检修进行设备消缺，以确保设备尽可能地健康稳定运行。

5.超前预防，安全生产。通过故障管理，对掌握的故障数据，在其未酿成事故之前，就要及时分析，制定对策。对能立刻消除的故障，立刻组织安排人员消缺； 对不能立刻消除的故障，进行再次分析，制定补救措施，并认真做好事故预想。

6.微机保护 。微机线路保护装置要能正常工作起来，还需要有一套完整的指挥和控制软件，微机的保护装置软件大致可分为保护软件和接口软件两大部分。保护软件是根据线路保护原理编写的以实现其保护功能的程序，包括初始化程序、调试程序、自检监视程序、采样管理程序、模拟量测量程序、故障记录程序、定值管理程序、故障滤波程序、事件记录程序等（基础软件），继电器软件“模块”和程序逻辑软件（保护软件）。接口软件是指能响应工作人员在控制面板上的可操作指令的软件，即人机接口软件。其程序一般分为管理监控程序和运行程序，操作者像操作电脑一样可通过保护装置的控制面板的功能键或功能菜单来选择执行某一部分程序。

7变压器后备保护措施

针对变压器后备保护中存在的设备烧毁问题，应从提高设备瞬时大电流耐受能力、强化低侧保护性能等方面着手从而使故障得以预防，定期对短路灵敏器进行检修，确保其在事故发生时能及时切断电流。同时，应延长过流保护延时时间，在事故发生后为故障排除留出充分时间。此外，还应注意科学选取合理的CT安装位置，并确保各继保对象均有持续的直流电供应。

三 电力系统继电保护发展趋势

继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上是一台高性能，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大，且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

结束语：

随着计算机技术在电力系统继电保护的深入应用，各种故障信息处理都可以通过网络传输给保护装置各个终端，并进行适时的处理。为了提高继电保护装置应用效能，未来的发展在单一装置上的继电保护一体化将更加深入，通过收集信息继电保护装置能够实现从测量、控制到数据通讯的一体化操作，这大大提高了继电保护的可靠性。 电力系统可靠性运行不仅关乎电厂的有效运行，更关乎着国家经济的发展，了解和把握继电保护技术现状对提高电机系统稳定性具有现实的意义。随着计算机技术进一步发展，电力系统继电保护技术也将随之更新，这为提升电力系统稳定性运行具有重要作用。

参考文献

[1] 杨国富.简述电力系统继电保护技术[J].电力技术，2010（7）.

[2] 许建岸.电力系统继电保护整定计算[J].电力系统自动化，2012（7）.

篇5

关键词：配电网络；自动化系统；升级改造

中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：

随着我国市场经济建设的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，工农业生产、生活对电能质量和供电安全可靠性的要求不断提升。矿井供电、现代化的办公设备、电气化的生活用品，以及自动化的流水生产线等，都不得以任何理由允许停电，即使是短时间的停电也是如此。因此，加快煤矿配电网自动化建设，实现配电网络现代化、自动化，提高供电系统的安全可靠性，适应经济发展和人民生活的需要，已迫在眉睫。

一、当前煤矿配电网络现状

随着计算机技术的飞速发展，传统的变配电网络，正以电磁式继电保护装置逐步被微机综合保护装置所替代。新一代的微机综合保护器，既涵盖了传统的继电保护和自动装置具有的全部功能，而且也能对变配电回路的开关状态、电流、电压等模拟信号、事故下的脉冲信号，以及一些非电量信号进行采集、储存和运算。煤矿变配电网络综合自动化装置，包含了上述集保护、测量计量、控制、通信于一体的智能化前端设备，而将这些前端设备的通信接口连接起来的现场总线，进行通信预处理的单元，即成为通信管理单元 (远方工作站、维护工程师站、数据库工作站等)。通过上述设备或单元的连接，实现变配电所运行数据的采集、储存、交换，并经过预置软件程序的支持，对变配电网络实现自动化遥测、遥信、遥控和遥调。

煤矿变配电网络综合自动化装置，是传统自动化模式的重大改革，它基于现代控制技术、现代计算机技术和现代通信技术，对变配电网络电力系统进行控制和保护。它的应用，不仅改变了传统继电保护和自动装置的结构模式，而且大幅提高了煤矿变配电网络运行的安全性，减少了自动装置、人为误动的概率，以及繁重复杂的检修和维护工作量，使煤矿变配电系统的运行成本得以大大降低，最重要的是提高了煤矿变配电系统运行的安全性和经济性。

二、煤矿配电网络自动化改造设计方案

当煤矿设置设置两个以上的变配电所（亭）时，综合自动化设计方案可设计成三种结构形式：集中式、分散分布式及分层分布式。集中式只适合用于保护较简单的情况，且存在以下问题：前置管理机任务重、引线多，使整个系统的可靠性降低如果前置机故障，将会失去当地及远方所有的信息和功能；软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐，组态不灵活，对于不同主接线或者规模不同的变电所（亭），软件、硬件都要另行设计，工作繁重，并且一些自动化需求的功能较难完成。分散分布式不适合整体的监视控制。而分层分布式使用分层分布式智能单元，即将全部生产过程中的控制、管理功能分开，由不同规模和不同功能的智能单元连接，组成控制系统。对于分层分布式结构来说，它便于集中控制两个变配电所（亭）。

1、配电网络为单个变配电所（亭）的综合自动化设计方案

对于煤矿变配电综合自动化系统，它是以单个的变配电室综合自动化为基础的。而单个的变配电室综合自动化装置，可采用分层分布式系统结构，具体包括通信管理层、现场保护测控层两部分。

⑴通信管理层。变电所（亭）内的通信网络将各设备层连接，使各自分散的独立的设备构成协同工作的有机总体，且与外部系统相连，将这一层称作通信管理层。

⑵现场保护测控层。现场保护测控层包括分散式就地安装，集保护、控制、通信、测量计量于一体的电动机测控保护单元、变压器测控保护单元、同期合闸单元、备自投单元、 线路测控保护单元、重合闸单元等多种功能的1OkV微机综合保护、测控装置，通过现场总线和通信管理层中的主控机相连。

2、配电网络为两个变配电所（亭）的综合自动化设计方案

根据设计的思路，对拥有两个变配电所（亭）的，应尽量使两个变配电所（亭）的综合自动化结构一致，这样利于系统间的兼容与系统检修。而联结两个系统，就需要另外一个层面，称之为上位机系统层(亦为站级控制层)。这样以来，一个煤矿的综合自动化系统结构就由3部分构成：现场保护测控层、通信管理层和上位机系统层。应用在平台上开发出的系统软件、应用软件以及支持软件，来实现对所有电气模拟量、电能量、脉冲量、数字量、开关量、温度量、保护信息等各种数据的采集、计算、判别、报警、保护，事件顺序记录，报表统计，曲线分析以及报表数据打印。这样并可根据现场情况对保护测控层命令，完成对电气设备的调控。在功能扩展的上位机系统层中，还应该包括工程师站和远方工作站。在设置了局域网的系统中，还应该包括数据库服务器、网络设备等。公共的上位机系统层，面向煤矿两个变配电所的，包含以下的功能设置。

⑴装一数据库服务器。用以采集、记录、处理、存储所有接入的变配电所的数据，作为整个监控管理系统的核心存在。

⑵以服务器为中心构成局域网。上位机系统经由该网络连接各个变配电所的通信管理层。

⑶经由以太网接出电力调度终端。通过该终端，调度人员可以对电力系统的运行状况实施监视，同时行使调度中心的职能。

⑷配备一台远方工作站(中央监控工作站)。该工作站可以设置在煤矿电力控制中心，作为实时监控、管理中心，遥测、遥信、遥控和遥调整个矿井变配电系统实施。

⑸配备一台工程师工作站，用以实时监视系统的运行状况，并对综合自动化系统进行运行监视与系统维护。

⑹各变配电所的通信管理层与上位机系统层之间，工程师工作站、远方工作站、电力调度终端和服务器的交换机之间的连接，均采用以太网方式连接，传输介质采用光纤。

三、如何提高配电网络自动化系统的可靠性

供电可靠性管理是煤矿供电现代化管理的重要内容，是市场经济下对煤矿供电的一个新要求，加快配电网自动化建设，提高配电网络自动化系统的安全可靠性已势在必行。

配电网络综合自动化系统内部的各个子系统均为低电平弱电系统，它们工作的环境中电磁干扰极为严重，是强电场所，所以当设计和实施系统升级时，应采取有效措施，加强配电网络自动化系统的可靠性。具体措施如下：

⑴计算机供电电源的抗干扰措施：采用电源滤波器、变压器隔离、不间断电源UPS等方法。

⑵隔离措施：对模拟量和开关量输入和输出进行有效的隔离。

⑶滤波：滤波是抑制自动化系统模拟量输入通道传导干扰的重要手段。

⑷抑制干扰源的影响：采取减少强电回路的感应耦合、屏蔽措施等。

⑸接地和减少阻抗耦合：采用变电站综合自动化系统的工作接地、一次、 二次系统接地等。

四、结语

总之，配电网络自动化系统升级改造，是利用现代技术构建一个完整的、时间与空间、实时监控与管理为一体的现代化配电网数字信息系统，以全面提高配电系统的安全、效益、效率、供电质量和服务水平，扭转配电系统管理落后的局面，体现煤矿供电社会效益与经济效益的统一。该升级改造，适应煤矿供电市场化的改革，对提高竞争能力、自我发展、推进现代化管理具有现实意义，同时也是推行绩效管理的迫切需要。

参考文献：

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五防机 后台机 磁盘阵列

1、影响五防机及后台机正常运行的因素

1.1运行人员的因素

因为这些设备对于在变电所的运行人员来说都是一些全新的操作方式和方法，一种完全不同于继电保护方式的操作，现在很多运行人员还不能快速掌握，所以经常会出现误操作五防机或后台机程序，有时甚至导致系统的崩溃；还有一方面就是对五防机及后台的维护保养不到位，也导致了一些故障的发生，而后台机及五防机一旦出现故障就只能停机检查，这就直接影响到了整个变电所的监控及操作。

1.2硬件故障

为保证电力系统的安全运行，必须在运行过程中不断对其进行监测、分析和控制。五防机和后台机是两台电脑，是两台一天二十四小时不间断运行的电脑，而它本身的可靠性直接影响了变电所的正常运行。在电脑的配件当中，最重要的一个硬件就是硬盘，因为硬盘不只是一个硬件设备，它还是存储所有程序以及重要文件的存储器。而且在电脑的整个硬件当中硬盘的损坏率相对于其它部件来说要高得多，因为硬盘本身以每分钟7200转的速度在高速运行。所以它就更容易损坏。对于五防机以及后台机来说，里面的五防程序和变电所微机保护管理软件那更是重中之重，一旦损坏，那么影响整个变电所的正常运行，如果因此而导致线路或者变电所发生事故，那损失严重。所以基于此，要对硬盘进行特别的保护，从而可以保证设备的正常运行。

1.3故障持续时间

当五防机或者后台机发生故障后，我们首先要做的就是要对系统进行恢复运行，做系统恢复电脑的系统大约需要一个小时的时间，但是五防系统和微机保护管理软件则需要几天甚至是更长的时间，公司对五防机及后台机的维护工作是由厂家直接负责的，所以当出现系统崩溃后，只能由厂家的人员来进行重新安装这些必要的程序。

1.4造成的后果

如果是五防机的硬盘发生损坏，直接的后果就是，当进行操作时，没有五防保护，运行人员只能使用万能钥匙进行操作，这样就等于是在没有任何保护措施进行，那么误操作的机率将在每一步中都会发生。若是后台机的硬盘损坏，则通过后台机监控的变电所设备，则不能被完全监控到，特别是负荷的变化，预报信号信息，以及其它发生事故的是详细情况都无法通过后台机直接得到，而需要时刻监视前置机才可以获得时时信息，但要两个值班人员不停的在几十台前置前来回监控，比较困难。因为原来的中央监控系统被现在的后台机所代替，运行人员需要集中的了解整个变电所设备运行以及线路的运行情况，只要在主控室，监控中央信号屏就基本可以全部实现，当后台机出现问题后，那等于是没有了眼睛和耳朵，监控起来比较困难，对于突发的事件不能及时处理，可能会造成事故的扩大。所以五防机和后台机的正常运行，对整个变电所来说是相当重要的。

2、提高设备故障防范措施

具体的改造措施如下：首先是为后台机和五防机分别再准备一块与原来硬盘容量相同的硬盘，然后通过数据线和电源线一起安装到电脑中去。硬件安装至此就结束了。下面就是要对两块硬盘进行磁盘阵列的设置，（磁盘阵列简称RAID）下面以一块精英主板为例来说明如何设置，其它设置相似。首先需要把BIOS里的Advanced（高级选项）riveconfiguratio（驱动器配置）ATA/IDEMode（硬盘模式状态）调为（高性能模式）。设置后会在下面多出一个ConfigureSATAas 选项。把ConfigureSATAas 这个选项设置为， RAID功能就被打开了。把BIOS设置好以后按（F10）键保存退出，重起后在启动画面可以看到一个检查RAID的界面，显示窗口底部会提示“presstoenterEmbeddedRAIDconfigu rationutility”按+键进入RAID的实用配置程序。选择Configure（配置RAID）Easyconfiguraiton进入配置RAID控制界面，在该界面里会出现机器上的硬盘信息，用空格键选中硬盘。让硬盘置于在线状态，按F10保存信息，保存完信息以后会出现一个小对话框，直接按空格键把选项设置为的状态即可生成RAID的设置信息，选择后按F10保存信息，保存后会出现一个画面。在RAID=0这个选项按下回车键，看到还有其他的值0，1，0+1，这个选项是选择RAID的模式的，我们需要的是RAID1，所以选择1后进行保存退出。磁盘阵列设置全部结束，下面就是正常开机然后开始安装微机保护所需要的操作系统和微机保护管理软件以及五防系统软件，还有其它需要安装的软件，比如打印机程序，网络驱动，还有音效驱动等。全部安装调式后就可以直接运行了。此时运行的状态是两块硬盘都在同时读取数据和存取数据，互为备用，其中的一块硬盘出现问题后，另一块硬盘会自动继续运行，而不会停机。当出现一块硬盘损坏的情况后，打开机箱后盖直接把损坏的硬盘取下就可以，因为现在的硬盘都是SATA硬盘它支持热拔插所以可以直接取下，不会影响到微机的正常运行。然后再安装一块与原来一样容量的硬盘到主机中，RAID控制器会自动的把数据复制到新的硬盘上，这样就实现了不停机维修后台机及五防机硬盘故障，它最重要的是对后台机中微机管理软件和五防机中五防程序得到了最有效的保护，做到了对整个变电所设备持续不间继的监控，监测。但是现在随着硬盘价格的降低，一块普通的500G硬盘只有200多元，在整个维修过程中，只需要这一块硬盘就可以了，这样就节省了需要请厂家来维修的所有费用。

参考文献：

【1】孟祥忠 变电站微机监控与保护技术 出版社： 中国电力出版社； 2004

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关键词：10kV配网；配电网路径；配电网工程勘测定位；电网容量

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）36-0156-03

10kV线路在配电网系统中担当着分配和输送电力的重要任务，在配电网中运用十分普遍。尤其在线路走廊紧张、城乡用电量日渐增大的今天，对供电的可靠性、安全性和稳定性提出了新的挑战，加强10kV线路的设计研究，进一步提高10kV配网输送能力是一项摆在广大电力工作者面前的重大课题。但是，由于架空10kV线路分布广，长期处在露天环境下，容易遭受各种自然灾害和外力的破坏，在运行中频发故障和事故，影响居民正常供电，构成危害。因此，对10kV电网容易发生的故障进行分析，并有针对性地提出改进措施对减少、预防线路故障发生具有现实

意义。

一、10kV线路设计原则

10kV线路的施工常面临地质不良、交通不便、环境复杂、线路拥挤等困难，为了减少10kV线路针对上述问题出现的施工隐患及后期运行安全隐患，需要研究线路设计应该遵循的原则。

（一）实地勘察路况，避开不良地质

在施工之前务必进行实地勘察，详细了解情况，组织测量、地质、工程等专业人员对现场进行实地勘察、测量和资料原始收集。详细了解沿线可能出现的各种自然环境，例如：线路途径黄土地区时，应尽量避开冲沟，陷穴；线路途径山区应尽可能避开陡坡、毁损破、坍塌、泥石流易发地等不良地段；线路途径矿区时应避开火药爆炸可能波及的地方。

（二）因地制宜，精心设计方案

配电线路的设计是电力配送实施的前提条件，设计质量的好坏优劣直接关系到电力线路工程建设的存在的价值、生态环境效益和社会经济效益，因在充分了解施工概况及条件后，应精心设计方案。设计方案是根据勘察结果，分析施工概况与条件，充分考虑施工地方当前路况、自然环境以及可能的自然灾害等，因地制宜，尽可能设计多种方案，然后科学筛选，最后定出最佳方案。例如：当途经技术上难以解决的严重腐蚀地段、易受热带风暴袭击的沿海地区城市的重要供电区以及大城市高层建筑秘籍地区时就要考虑使用电缆线路，在电缆线路选择上考虑电缆的规格、额定温度等选择最佳电缆。

（三）科学施工，减少生态破坏

施工应遵循效率和效益双优先、社会经济效益和生态环境效益并重的原则，力求施工路径长度最短，转角最少，特殊跨最少，水文地质条件最好，做到材料节约、投资少，见效快。尽可能沿线交通便利，以利于施工后期的运行和维护以及巡查。

1．科学定位不良地质、地段，减少基础施工量。线路不宜选在易被洪水冲刷淹没的地方，应避开河岸、堤坝、悬崖、陡坡，尽量减轻工程难度系数。

2．明确施工责任，保证线路质量。线路质量是线路有效运行的保障，如果在前期质量上出现问题，良好的设计也是徒劳，为保证10kV配电网线路建设的质量，必须明确施工责任，加强质量控制，把工程关键部位或薄弱环节如原材料设备的检验、拉线安装、绝缘监测作为质量重点控制点。

3．树立环保意识，杜绝对环境的破坏。施工前，制定环保制度，加强施工人员上岗环保教育，提高环保意识，施工过程中，尽量减少对植被、耕地、水质的破坏，减少对当地居民的妨碍和干扰，保护农业设施；施工后做好植被的修复工作，处理好工程垃圾，做到工完料净场地清。

（四）吸取一、二期农网改造的经验教训

在一、二期农网改造中遇到了不少的问题，主要包括：设备技术含量低、设备材料选型运用不科学、改造技术原则执行不严、施工工艺质量较差等方面。因此在做好新一轮农网改造升级应注意到下面这些

问题：

1．做好“三个把握”。把握好“新建”与“改造”之间的关系；把握好设备材料的选型，做好新设备、新技术的应用；把握好技术细节。

2．注重改造升级规划“四个结合”。总体规划应和已编制完成的农网“十二五”规划相结合；总体规划和农网改造升级3年实施规划相结合；总体规划应和当地县城市政规划相结合；总体规划应和已批复的项目相结合。

二、10kV配电网设计与分析

（一）10kV配电网路径

路径最重要的是要正确选择接点、线路导线截面，消除、绕路、避免迂回供电、近电远送以及线路的重建，10kV配电网路径选择还应与城市建设规划一致。而且，高压线路需伸向负荷中心，力求路径最短，转角、跨越最少，方便施工和维修，最后综合考虑这些因素并科学配置。

（二）配电网工程勘测定位

新建、改造的线路可以直接用标杆“三点一线”目测定位，此种方法比较适用施工现场，测试措施

如下：

1．如线路为一条直线，在路径一端竖立醒目标志花杆，一端也竖立垂直标杆。测试者站立于标杆前面，使测试的眼睛、始端标杆和终端标杆成一直线。

2．利用皮尺或测绳，沿着直线，按规定档距数值测量，于参考地形竖立标杆。测试者运用“三点一线”原理，尽可能利用对讲机指挥，防止无效的语言沟通，使标杆前后左右移动最终位于这条直线上。

3．标杆位置即“杆位”，钉上标桩后倒换使用标杆，顺次测量剩余“杆位”。有转角时，先测定角度杆位置，然后按上述办法测定始端杆、转角杆和终端杆各直线段的杆位。用标杆测量简单但不能测出各杆位标高，不能准确测出各转角角度，所以适用于地势平坦距离较短的配电网。

4．如线路长且要求高，需借助经纬仪测量。测量定位时要确保导线对建筑物的安全距离，充分考虑定位误差、施工误差、加工误差和装配误差等，要保证需求的安全距离须留有余地。

（三）配变布置

生活照明的配电变压器需遵循“密布局、短平径、小容量”原则，配变要尽量安装在用电负荷中心，农村地区供电半径控制在500m范围内，城镇供电半径控制在150～200m范围内，或者采取多台配变照明时划块供电，避免线路交叉，防止同杆双电源，保证用电安全。

对于200kVA以下的配电变压器，单杆式的布置型式结构简单，占地少、节省材料以及安装方便，配电变压器的安装高度需在2.5～3m范围之内（通过车辆较多的繁华地段安装高度可适当提高），电杆和拉线处设置反光警示标志。

（四）导线截面的选择

为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，导线和电缆截面的选择必须满足以下条件：

1．发热条件。导线和电缆在通过计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

2．电压损耗导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。

3．经济电流密度高压线路及特大电流的低压线路，一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面，以使线路的年运行费用（包括电能的损耗费）接近于最小，节约电能和有色金属。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。

4．机械强度。导线的截面应不小于最小允许截面。由于电缆的机械强度很好，因此电缆不校验机械强度，但需要校验短路热稳定度。此外，对于绝缘导线和电缆，还需要满足工作电压的要求。

一般情况下，用户对低压照明线路电压质量要求高，相对线路长，一般按照允许电压损失条件选择导线截面，宜用以下公式：

其中，P为线路中输送的有功功率，L为线长度，为电压损失百分数的数值。

（五）容量选择

合理选择配电变压器容量，充分利用的原则上，负荷一般为配变容量的65%～80%，专用于照明的变压器，照明和动力合用的配变容量，按最大负荷选择。此外，配电变压器容量选择还应考虑到3～5年内负荷的增长及负荷性质的变化，因此其在计算理论容量的数值上要略有所放大。

三、配电网工程故障防范措施

（一）科学设计配电线路，改善配网结构和布置

变电所设计应根据负荷性质、用电容量、工程特点、所址环境、地区供电条件和节约电能等因素，合理确定设计方案，严格遵照10kV及以下变电所设计规范等相关制度，变电所设计采用的设备和器材，应符合国家或行业的产品技术标准，并应优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备和定型产品，不得采用淘汰产品。

（二）监理施工，确保施工质量

工程施工前，针对施工要求与施工队进行技术交流，提供给施工队材料设备要求、线路路径图、线路平断面图、线路杆塔明细等施工图纸和施工要求；工程竣工后，细致认真核对计划材料，对照施工图纸与现场实际是否相符进行逐一核对，设计人员须配合局有关职能部门对安装质量、隐蔽工程、安装工艺等关键控制点进行逐项检验，发现问题须及时消除以确保线路质量。

（三）定期进行检修巡查，加强保护力度

一方面应定期进行检修巡查，尽可能缩短检修时间，才能及时发现线路问题，排查隐患，防患于未然；另一方面，通过推广断路器及封闭式电器，提高设备的运行的稳定性和可靠性，通过大力推广故障指示器，缩短故障寻找时间。

（四）加强宣传，减少外力破坏

电力运行管理单位可以通过醒目设施引起外界注意、加强宣传教育等方式改善配网运行环境，减少外力破坏。例如，在杆塔上涂上醒目的反光漆牌，以引起车辆驾驶者的注意，减少车辆盲目撞杆塔；通过安全警示牌、印发传单、在杆上粘贴标语等方式加强对居民的宣传教育，通过事故案例进行警示教育，防止攀登电杆塔、打破线路绝缘子或往导线上扔铁丝等异物。同时呼吁城市在建设时对电力设施进行统一规划，考虑充分电力设施的配套工程，防止设施建设杂乱无章。

（五）加强部门协调，对运行维护提供支持

近年在10kV配电线路走廊种树、建房现象严重，使线树（特别是速丰桉）、线房矛盾更为尖锐突出，给电网安全、稳定运行和人民生命财产带来严重威胁。要通过加强与政府及相关部门协调沟通，使政府对电网建设和运行维护提供强有力支持。

四、结语

10kV配网线路的设计与施工必须遵循科学设计、科学施工原则，否则不仅对居民生活和生产带来不便，还会埋下安全隐患，造成经济损失。工程施工后必须保证定期对10kV配网线路进行安全巡查，替换老部件，发现安全隐患并及时组织力量排除，同时应加强宣传，避免人为故障，保障10kV配网线路电力线路的安全、稳定运行。

参考文献

[1] 东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册（第2版）[M]．北京：中国电力出版社，2003．

[2] 曹杰．农村10kV配电网故障原因分析及预防措施[J]．大众用电，2007，（7）．

[3] 刘涤尘，张琳，齐晓曼．电力系统继电保护信息分析管理专家系统的实现[J]．继电器，2005，（4）．

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1发展DG的重要意义

l）经济性。分布式发电可用发电的余热来制热、制冷，因此能源得以合理的梯级利用，从而可提高能源的利用效率(达70%~90%)。由于分布式电源的并网，减少或缓建了大型发电厂和高压输电网，从而节约投资。同时，也使得输配电网的潮流减少，相应地降低了网损。2）环保性。因分布式发电通常采用天然气做燃料或以氢气、太阳能或风能为能源，故可减少有害物的排放总量，减轻环保的压力。大量就近供电减少了大容量远距离高电压输电线的建设，由此不但减少了高压输电线的电磁污染，也减少了高压输电线的征地面积和线路走廊，减少了树木的砍伐，有利于环保。3）能源利用的多样性。分布式发电可利用多种能源，如清洁能源(天然气)、新能源（氢）和可再生能源（风能和太阳能等），并同时为用户提供冷、热应用方式，因此是解决能源危机、提高能源利用效率和能源安全问题的一种很好的途径。4）调峰作用。夏季和冬季往往是负荷的高峰时期，此时如采用以天然气为燃料的燃气轮机等热电冷三联供系统，不但可解决夏季的供冷与冬季的供热需要，同时也提供了一部分电力，由此可对电网起到削峰填谷作用。此外，也部分解决了天然气供应时的峰谷差过大问题，发挥了天然气与电力的互补作用。5）安全性和可靠性。当大电网出现大面积停电事故时，具有特殊设计的分布式发电系统仍能保持正常运行，由此可提高供电的安全性和可靠性。6）有助于电力市场的建设。分布式发电可以适应电力市场发展的需要、由多家集资办电的分步式发电，能够发挥电力建设市场、电力供应市场的竞争机制，促进电力市场的进一步开放，且能满足供电方对经济性以及用电方对供电可靠性的更高要求。

2DG对电网的影响

2.1DG在配电侧的规划

DG是以资源和环境效益最大化、以能源利用效率最大化来确定方式和容量的新型能源系统，这与国外的电源规划普遍采用按发电机组优化的模型是有所区别的。DG规划在电力市场环境下，既要满足追求经济利益，也要倡导置身电力环保。由于DG的引入影响到配电网的节点电压、线路潮流、短路电流和网络可靠性等多方面，且其影响程度与DG的位置和容量密切相关，因此在规划方案中，必须要合理选择DG的位置和容量以便充分发挥DG的效益。文献[3]基于DG对配电系统的电压稳定性具有重要影响这一特点，建立了一种考虑静态电压稳定约束的分布式发电规划模型，提出了基于遗传算法的模型求解方法。该方法随着规划的系统规模变大，优化的整数变量维数提高，导致计算量非常大，且该方法采用的是编号来表述分布式电源的额定容量，有一定的误差。为了提高计算速度，文献[4]引入了启发式算法来简化变量的复杂性。它以DG投资费用和向输电网购电费用最小为优化目标对联网DG系统进行规划，确定各DG类型最优投入容量，但它没有考虑分布式电源如何在系统中接入到合适位置。文献[5]建立了含分布式电源的配电网扩展规划模型。以配电网扩展费用、DG发电费用和从常规电源购电费用之和最小为目标函数，考虑到遗传算法的全局搜索能力强，因此也是采用遗传算法来求解分布式电源位置和容量。文献[6]鉴于孤岛运行可最大化利用DG发电能力并提高供电可靠性这一优点，探讨了分布式电源在孤立电网的规划模型。文献[7]指出了分布式电源在配电网规划中需要解决的几大问题，并将DG的规划分为两种情况：在电力网络中的布点规划和考虑DG的配电网扩展规划。文中以线路平均功率损耗最小目标函数分析确定分布式电源在径向馈线上的最佳位置；对于DG在网状结构中位置的确定，则是通过比较DG安装在不同母线上时的潮流损耗的大小来判断的。文中的分析没有考虑分布式电源的容量的最优化配置问题，且其模型的建立也比较简单，忽略了地理因素和经济性。地理因素对于DG在配电侧的规划是很重要的。除了上面这些方法，本文提出基于GIS信息系统的分布式电源在配电侧的规划。采用GIS信息系统，可以更直观地知道哪些地方适合安装什么类型的DG，所安装的容量应该限制在什么范围，以及配网扩展增容时哪些地方可以适合再安装DG等，从而能简化遗传算法搜索的复杂性和费时性。需要指出的是配电网中引入少量的DG对整个电网不会构成太大的影响。只有当电网中存在较多的DG或大容量的DG单元时，一旦DG的引入不当则有可能影响系统的可靠性和稳定性，并使电能质量恶化。因此，DG在电网中的渗透极限是多少，电网对具有很强随机性的发电装置（如风力发电装置）的承载极限是多少，这些问题在今后的规划中都应该考虑。

2.2DG在配电侧的运行分析

2.2.1含有DG单元的系统建模分布式供电系统接入配电网，使得原有的配电系统由一个单电源辐射状网络变为一个高度交叉联接的遍布电源和用户的互联网络，因此研究各分布式电源接入配电网的模型是研究分布式供能系统的配电网运行与控制特性的基础。文献[8]将分布式供能系统分为分布式电源和分布式储能系统，根据它们不同的发电原理综述了各自接入电网的数学模型。准确地预测风力机的功率输出是建立风机模型的关键。风机模型的功率输出取决于风速。目前一般采用Weibull模型来对风速进行描述统计。并网风机一般使用异步风机，文献[9]给出异步风机的P-Q-V模型，如图1所示。通过对图1的分析，考虑转差，得出风机输出功率、功率因数的表达式，并推出转差S的表达式，在给定风速的情况下，就可以得到风机在每个时刻输出的有功功率和吸收的无功功率，并据此推算出功率因数。通过并联电容器的实时投切，就可以使功率因数限制在允许范围内。太阳能光伏发电的随机特性建模则与光照强度密切相关。一般光照强度由Beta分布来模拟，因此输出功率也满足Beta分布。除此外，文献[10]还给出了单个光伏电池的数学模型，如图2所示。串联的光伏电池数为n，并联模块数为m的光伏阵列输出功率为燃料电池输出的电能为直流，与配电网连接时需要通过逆变器控制转化为交流，它接入配电网的模型如图3所示。Us是配网侧电压，通过逆变器控制参量m，δ来控制有功功率和无功功率的输出，与常规发电机调节功率的原理类似，在潮流计算中作PU节点来处理。蓄电池是目前最重要的分布式储能装置，它接入配电网的模型如图4所示。蓄电池本身的电流是直流点，接入电网需要使用换流器。一般通过控制相差和逆变器的输出幅值来调节蓄电池与电网的有功功率和无功功率的交换。为便于对电网的运行和控制进行分析，从系统的观点而言，需要对不同发电原理的分布式电源构建一个统一的模型。文献[11]采用统计学的ISing模型建立一种包含大量DG单元的超大型电网数学模型方法。但是DG的不确定性及形式容量的多样性的建模研究成果目前还并不多。

2.2.2计及DG的潮流计算电力系统运行情况的分析首先要对系统进行潮流计算。在各种分布式供电模型建立后，则需要开始计算潮流。独立性和随机性是分布式发电的主要特性，传统配电网运用的确定性潮流算法已经不能反映系统的全面情况，必须采取新的解决方法，本文简单阐述如下两种方法及原理。一是利用负荷跟踪控制保证馈线上的潮流不变，这样就可以延续传统的潮流算法。文献[12]以一个接有太阳能光伏发电单元和风力发电系统的配电系统为例，提出一种基于多控制系统的负荷跟踪控制方法，通过协调控制柴油机发电系统和储能电容器组的输出量，来补偿光伏发电和风力发电系统的输出变化及负荷变化，从而使线路上潮流不变。但是由于是利用计算机网络通信来加以控制，故存在通信延迟的缺点。二是新的潮流算法——随机潮流。文献[13]对接入分布式电源的配电侧，通过采用基于半不量法的随机潮流算法，考虑分布式发电的出力随机性，运用概率统计方法处理系统中的随机变化因素，给出系统运行电压、支路潮流等概率分布情况，深刻揭示系统运行状况，从而为系统安全运行决策、配电网电压影响提供完整信息。为了求解配电侧的随机潮流，文献分别建立了风力发电系统（weibull分布）、太阳能发电系统（Beta分布）以及负荷系统（正态分布）的随机模型。但它的计算过程只考虑了节点功率的随机扰动，忽略了线路的随机停运情况。计算了潮流，就可以研究分布式发电对系统稳态运行的影响，也就能为分布式发电并网后对系统影响的评估奠定基础。

2.2.3DG联网运行的分析方法与控制理论（1）动态仿真分析法能够直观且具有强说服力地分析分布式发电系统并网运行特性、运行经济性以及可靠性的必要工具，无疑是数字仿真技术。文献[14]提出了分布式发电系统对传统电力系统仿真技术所带来的挑战，主要包括分布式发电系统的建模、配电网络拓扑结构的改变和以往数值算法分析的受限等。为了解决这些问题，从理论上将分布式发电系统仿真详细地分成了分布式发电建模、分布式发电系统稳态分析、分布式发电系统暂态仿真、分布式发电系统稳定性分析以及分布式发电系统快速仿真5个部分。但是当前的Matlab/Simulink、Pss/E等软件都不是专门针对分布式发电系统而开发的，所以并不能很好地解决这些问题，需要改进和完善的地方还很多。文献[15]利用仿真方法分析分布式电源接入配电网的电压暂降问题（影响动态电能质量的因素之一）。文中取4母线系统，把DG形式分为同步发电机形式DG和逆变器形式DG，分别对其做参与和不参与系统电压调节的情况进行算例仿真比较，最后得出结论。同步形式DG由于功率发生机理上的原因，不能有效地抑制电压暂降，逆变器形式的DG，功率响应速度较快，能够有效地抑制电压暂降。（2）智能电网[16]在2006年11月4日发生在欧洲的大停电分析表明，风力发电和其他分布式发电装置的基于保护的投切（而非全系统范围的协调性投切），是加剧大系统崩溃的原因之一。但是如果当时配电网建立的是智能电网，并使用来自广域的INAS(智能网络)的实时数据，FSM（快速仿真与模拟软件）就可从全系统的利益出发，来协调这些INAS的控制功能，则能够避免类似的连锁效应。在上面的案例中，体现了智能电网对集中和分布式发电并存的配电网具有很强的支持、协调和自愈功能。智能电网是一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到了实时监控，能够保证从发电厂到用户端之间的每一点上的电流和信息的双向流动。文献[17]通过对接入混合分布式电源装置的配电网进行分层，各个层次引入智能化来进行管理和控制。智能电网支持高比重的分布式电源，它通过协同的、分布式的控制，以及高级的自动化系统把分布式电源无缝集成到电网中央并协调运行，利用分布式电源来优化系统性能，而在发生重大系统故障时可利用它们进行局部供电，这样来提高系统的整体性、效率性和灵活性。目前，智能电网与分布式能源的兼容能力还有待提高，其相关的研发课题也需要深入。除此外，电力电子技术和继电保护的发展对分布式发电接入电网的运行和控制也有着重要作用。

3DG对电力市场的影响

电力市场化带来了电力行业的重大革新，分布式发电则促进了电力行业的重大技术革新。两者共同作用使电力行业呈现了全新的面貌。电力工业解除管制和电力市场的兴起，促进了各种分布式发电的兴起，尤其在全球环境倍受关注的今天，用户对绿色电力的需求和选择将会更有力地促进风力、太阳能等可再生能源的发展。而分布式发电的接入将加强电力市场的激烈竞争，给传统的电网带来一定的冲击，具体表现在：集中式发电模式被打破，用户可以选择不同的电力供应商；电价计价模式要发生改变；用户侧和管理计划变得复杂。当然，DG的接入最重要的是影响电价。当越来越多的用户选择分布式供能方式，必然会与传统的电力市场电价计算模式产生冲突，从而不可避免地造成用户自备分布式发电与供电商之间的经济利益冲突。文献[18]结合电力市场理论中的市场出清电价（MCP—marketclearingprice）分析用户自备DG与供电商之间的博弈关系，提出一种基于MCP的利益分配模式，从而使双方达到共赢的目的。但是该方法并没有精确分析DG对现有电网带来的冲击，没有对其设置合理的罚函数。文献[19]考虑分布式发电参与电能市场时，配网内的分布式发电对配电网损的影响，基于此，以优化购电费用最小为目标建立了配电公司的购电模式，从而得到市场下电价的合理确定。除电价外，含有DG的电力市场中配电公司的中长期购电策略，用户如何选择最优的供电商方案，以及DG参与辅助服务市场的相关问题还有待下一步的研究。

4DG研究的展望

目前，在全球范围内DG相关技术研究的热潮还在持续增温。对DG研究领域进行展望主要的方向有两个，一是DG装置本身技术的发展与完善以及新型绿色可再生能源发电装置的开发；二是DG装置的快速渗透对现有电网的影响以及交互作用机理的研究。后一个研究方向，其交互作用机理错综复杂，需要进行多层次、多方面的深入研究。1）针对分布式能源电力系统的规划与运行，研究如何确定配电网中不同类型DG的安装地点、安装容量以及渗透极限，以保证系统经济性和安全性综合最优化；研究分布式能源电力系统的随机潮流模型和算法、分布式能源电网的电压和无功控制策略，以及改进和提高系统承受随机电能能力的方法；研究随机发电功率与常规发电功率的协调控制方法，找到系统的最佳运行点。2）针对各种新型DG装置提供电能的方式和特点，研究含有DG高度渗透系统的建模方法，研发太阳能、风能等分布式能源能量随气象条件变化的规律，建立含有随机能量预测的概率模型、电网发电量预测模型、系统的可靠性评估模型以及经济性评估模型。3）针对含有分布式能源的电力系统的保护与控制，研究各种运行状况下以及各种网络结构下DG对电网稳定性以及可靠性的影响，以及相应的控制策略；研究DG对FACTS及控制装置的影响以及控制策略；研究故障发生时含有DG的馈线解列后，由DG维持隔离区域恢复供电的控制方法。4）由于DG通常归不同所有者拥有，其运营具有较强的独立性。因此需要建立能够对DG实现全面监测、控制和调度的新型SCADA体系，研究含有分布式能源的新型电力系统控制中心。5）研究DG与智能电网的兼容性，提高整个系统运行的效率、安全性、经济性和灵活性。6）研究DG对现有电力市场机制的影响以及投资体制，建立新型的用电和供电管理体系，完善相应的电力法规，提高质量，降低费用。

5结束语

篇9

关键词：北斗；射频解调；数字基带处理；定位解算；守时电路；FPGA；DSP

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）16-3929-04

Abstract： Through the application of power system Beidou satellite navigation and positioning system， urgency and feasibility of timing， etc. are analyzed； proposed Compass multimode timing device uses LSI and modular design， high-speed chip control . RF channel all use chips to build， through the selection， use the MAXIM's MAX2769ETI + chips as the RF chip. Digital baseband mainly done on large-capacity FPGA platforms. Positioning solution processing is done on DSP platform. Punctuality circuit implementation of crystal tame the microcontroller and FPGA to output synchronous time information. Finally， through laboratory tests showed that the device can achieve high timing accuracy.

Key words： Beidou； RF demodulation； digital baseband； positioning solver； punctuality circuits； FPGA； DSP

卫星定位导航系统具有高精度的授时、定位和测速能力，能够提供远距离传输的标准时间信息，在军事和民用各部门得到了广泛的应用。利用卫星导航系统提供的标准时间信息，可以建立标准时间尺度，实现高精度的守时和时间同步。近十多年来电力系统的自动化技术得到迅速发展，发电厂自动化控制系统、调度自动化系统、变电站综自系统、PMU、微机继电保护装置、故障录波装置等的广泛应用都离不开时间记录和统一的时间基准。通过时钟同步技术为每个系统发送的正确时钟信号，结合自动化运行设备的实时测量功能，实现了对线路故障的检测、对相量和功角动态监测、提高在电网事故中分析和判断故障的准确率，提高了在电网运行中控制机组和电网参数校验的准确性[1]，北斗导航系统是我国自主研制的全天候、全时提供卫星导航定位信息的区域导航系统，具有授时、定位、通信三大功能。为构建我国完全自主的卫星导航平台奠定了坚实的基础[2]。

1 北斗在电力系统中应用的迫切性和可行性

电力系统对时间同步的需要主要体现在电网故障分析与电网调度上，直接使用时间同步装置的是电力系统各自动化设备。目前我国的时间同步装置大都是基于GPS （Global Positioning System）技术的，而GPS是由美国军方控制的军民公用系统，虽然现在对全世界开放，但是并未承诺我国可以无限期免费使用，这便存在着重大的安全隐患，一旦GPS卫星导航系统不能正常工作或者发生战争美国调整甚至关闭GPS信号，将给我们带来巨大影响[3]。

北斗卫星导航系统由空间端、地面端、和用户端三部分组成，具有短信报文通信、精密授时、精确定位、容纳用户量大四大功能。从1983年“北斗一号”方案提出，到现在“北斗二号”的飞速发展，达到了定位精度优于20m，授时精度优于100ns的先进水平。北斗卫星导航系统由我国独立自主研制开发，不受他国的控制和限制，其可用性、可依赖性和安全性更有保障[4]。北斗卫星信号覆盖范围是北纬5°-55°和东经70°-140°之间的区域，包括我国大陆、台湾等岛屿和海域及我国周边的部分国家和地区，在此范围内能够全天候全天时地提供高精度定位、授时和短报文通信服务。北斗卫星信号的服务范围已完全覆盖了我国电力系统所包含的区域。此外，由于北斗卫星位于赤道上空36000km的静止轨道，接收机相对卫星的可工作仰角范围为10°-75°，遮蔽角小，信号不易被接收机附近的高大物体遮蔽，该特点特别适合于我国一些高山地区的变电站同步授时，北斗卫星导航系统应用于我国电力系统授时领域前景广阔[4]。

2 系统软硬件实现

该系统选用高精度授时型GPS 接收机/北斗接收机/外部B码为基准，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并采用智能“学习”驯服算法驯服晶振，使守时电路输出的时间同步信号精密同步在GPS/北斗/外部B码时间基准上，输出短期和长期稳定度都十分优良的高精度同步信号。采用全模块化结构设计，其输入、输出、电源等均可灵活配置，并具有丰富的各类模块及板卡供选择，对时信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。总体原理框图如下图1所示，主要由四个模块组成射频解调模块、数字基带处理模块、定位解算模块和守时电路模块。

2.1 射频解调模块

有源天线接收的卫星信号包含有GPS/GLONASS/BD-2（B1）卫星信号。根据频率的不同，接收信道对GPS/GLONASS/BD-2（B1）分别进行下变频，成为所需的中频信号。原理框图如图2所示。为了降低功耗和缩小体积，射频通道全部采用芯片搭建，通过选型，选用了MAXIM公司的MAX2769ETI+芯片作为射频芯片。

2.2 数字基带处理模块

数字基带处理原理框图如图3所示，基带处理单元包括多个独立的接收通道，该系统有36个卫星通道。每一个通道均可以完成C码、P码的捕获、跟踪、解扩、解调和测距功能。其过程是利用中频信号实现对当前可视卫星信号的捕获、跟踪，并获取相关的码、载波信息，在与卫星信号同步的基础上输出导航电文数据，送给定位解算模块处理。这部分工作主要在大容量的FPGA （Field-Programmable Gate Array）平台上完成。

2.3 定位解算处理模块

定位解算处理模块通过接收来自基带处理模块的观察量，解析基带输出的导航电文，实现BD-2（B1）、GPS、GLONASS三系统单独或任意组合定位和测速。该部分功能在DSP（Demand-Side Platform）平台上完成。采用TI公司的定点型高速DSP芯片TMS320C6416实现，完成复杂的导航处理任务。

TMS320C6416是TI公司推出的高性能定点数字信号处理器，工作时钟频率高达1GHz，运算速度高达8000MIPS，拥有64个独立通道的EDMA控制器，3个多通道同步缓冲串口McBSP，两个扩展存储器接口EMIFA和EMIFB。该DSP的处理能力和速度完全满足BD-2（B1）、GPS、GLONASS三系统定位解算功能的实现需求，且外设资源丰富方便接口设计，也便于在现有的基础上进行性能升级和功能扩展[5]。

TMS320C6416芯片原理框图如图4所示，FPGA 通过接收的中频信号进行捕获跟踪处理，计算观测量并解析出导航电文同时传送给DSP，接下来DSP提取导航电文中包含的卫星号和时间信息、估计可见星，并对FPGA 进行通道配置和时间设定，完成定位解算得到接收机的地理位置信息以及时间信息等。最后，DSP以NMEA-0183标准格式将定位结果通过UART接口输出。

2.4 守时电路模块

为了使晶振信号与卫星标准时间信号保持高精度同步，根据高精度同步守时钟的产生原理，守时模块的原理图如图5所示。10MHZ晶振脉冲计数器是在卫星时间信号秒脉冲的范围内对晶振频率进行计数；单片机主要是将晶振时间信息逐渐的同步到卫星标准时间信号上[6]，其中通过智能“学习”驯服算法进行修正。

3 系统测试结果

该系统测试时数据更新率为1Hz，根据图6 GPS模式授时可知应用GPS单模式授时其授时精度能够达到43ns，根据图7所示应用BD-2（B1）、GPS、GLONASS组合模式进行授时其授时精度能够达到56ns。守时精度优于0.4μs/min，同时接口具备报文和1PPS输出的特性，满足NMEA-0183格式输出。其TOD格式记录如下所示：

$GPRMC，080616，A，，，，，，，270211，，*22

$GPRMC，080617，A，，，，，，，270211，，*2H

$GPRMC，080618，A，，，，，，，270211，，*2B

$GPRMC，080619，A，，，，，，，270211，，*24

$GPRMC，080620，A，，，，，，，270211，，*25

$GPRMC，080621，A，，，，，，，270211，，*2E

4 结束语

通过上述测试结果可以看出在电力系统中应用北斗多模授时设备不仅可以满足电力系统对时间同步的更高要求，而且其输入、输出、电源等均可灵活配置，并具有丰富的各类模块及板卡供选择，对时信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。最重要的是对于国家安全和国计民生提供了保障，使我国在以后的各方面发展不再受限于美国的GPS。

参考文献：

[1] 王笋.电力系统时钟同步技术分析[J].中国新技术新产品（工业技术），2013，11：125-126.

[2] 周渭，王海.时频测控技术的发展[J].时间频率学报，2003，26.2：87-95.

[3] 姚利红.基于FPGA的电力系统GPS/北斗时间同步装置[D].济南： 山东大学，2013.

[4] 姚李孝，张道杰，杨晓萍，等.北斗卫星在电力系统授时中的应用研究[J].数字通信世界，2011（6）.

[5] 王静，张波，张彦仲，等.基于DSP的GPS/Galileo组合接收机定位解算设计与实现[J].计算机工程与应用，2012，48（S2）：132-136.

[6] 燕燕，王清理，陆荣，等.基于预测的驯服守时算法[J].计算机工程与设计，2010，31（22）：4748-4751.