同步相量测量装置
同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置是一种用于测量电力系统中电压、电流和相位
等参数的设备。
其主要功能是实现电气网络综合监测和故障诊断，为
电力系统运行提供数据支持。
该装置由采集单元、处理单元、通讯单元和控制单元等组成。
采
集单元负责采集电力系统中的电压、电流等参数；处理单元对采集到
的数据进行处理和分析，并进行相位测量；通讯单元可与计算机等外
部设备进行数据传输和交互；控制单元则用于装置的控制和管理。
使用同步相量测量装置，可以实现对电力系统中各个节点的电参
数进行实时监测和测量，有助于提高电力系统的运行效率和安全性。
同时，该装置还可应用于配电网、光伏发电和风力发电等领域，充分
发挥其测量和监控功能。
在进行同步相量测量时，需要注意检查装置的接地情况和采集单
元的放置位置，以确保测量结果的准确性和稳定性。
同时，也需要注
意保养和维护装置的各个部件，延长其使用寿命。
总之，同步相量测量装置是一种重要的电力系统监测和管理设备，可提供精准的数据支持和故障分析，对电力系统的稳定性和可靠性具
有重要作用。
同步相量测量装置
发电机键相测量
无
有
14
PMU主要参考文件
国内外概况
1、IEEE std 1344 （2019） 2、EPRI：PC37.118 3、电力系统实时动态监测系统技术规范(送审中） 4、行业检测标准（制定中）
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PMU主要功能
16
1、同步相量测量 (1)测量变电站每条线路三相电压、三相电流、开关 量，通过计算获得：
／稳／暂态）三态数据整合及故障分析（华东） （3）基于EEAC（南瑞薛禹胜）算法的在线预
防决策及控制。通过计算获得系统惯性中心 （虚拟）的参考相量，从而可计算出任何点对 系统惯性中心的功角，从而判断功角稳定并实 施在线切机／切负荷（江苏WAMAP）
10
6）也有设想利用WAMS技术来构建广域保护系 统
a. A相电压同步相量Ua/Фua; b. B相电压同步相量Ub/Фub ； c. C相电压同步相量Uc/Фuc ； d. 正序电压同步相量U1/Фu1 ； e. A相电流同步相量Ia/Фia ； f. B相电流同步相量Ib/Фib ； g. C相电流同步相量Ic/Фic ； h. 正序电流同步相量I1/Фi1 ； i. 开关量
k
nk
nk
nk
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0+0/8 0 1+0/8 1 2+0/8 2 3+0/8 3 4+0/8 4 5+0/8 5 6+0/8 6 7+0/8 7
0+1/8 0 1+1/8 1 2+1/8 2 3+1/8 3 4+1/8 4 5+1/8 5 6+1/8 6 7+1/8 7
同步相量测量装置
装置应用
20世纪90年代以来，pmu陆续安装于北美及世界许多国家的电网，针对同步相量测量技术所进行的现场试验， 既验证了同步相量测量的有效性，也为pmu的现场运行积累了经验。其中包括1992年6月，乔治亚电力公司在 scherer电厂附近的500 kv输电线上进行了一系列的开关试验，以确定电厂的运行极限并验证电厂的模型；1993 年3月，针对加利福尼亚—俄勒冈输电项目所进行的故障试验等。试验中应用pmu记录的数据结果与试验结果相当 吻合。
谢谢观看
装置原理
基于gps时钟的pmu能够测量电力系统枢纽点的电压相位、电流相位等相量数据，通过通信网把数据传到监测 主站．监测主站根据不同点的相位幅度．在遭到系统扰动时确定系统如何解列、切机及切负荷．防止事故的进一 步扩大甚至电网崩溃。根据功能要求．pmu应包括同步采样触发脉冲的发生模块、同步相量的测量计算模块和通 信模块。同步采样触发脉冲的发生部分主要功能是提供秒脉冲和当前标准时间(精确到秒)。为了降低对gps的依 赖性．在gps丢失卫星后一段时间内．由本机自身晶振提供相当精确的秒脉冲。相量测量运算部分输入模拟交流 信号．a/d由外部产生的同步采样脉冲触发．转换完成后发送“中断”给信号处理模块(dsp)．dsp每读取一点的 数据就和前面的采样数据进行数字傅里叶变换(dff)运算，求出该交流信号基波的幅值和相位。主dsp在计算相位 后同时加上相应的时标从通信接口将相量数据发送到监测主站或保存在本地共控机上．同步串口通信数据除了采 样点时刻的时标外．还有测量cpu发出的当前交流信号频率。
PMU同步相量测量装置原理及维护
PMU同步相量测量装置原理及维护
理论介绍
1、同步相量测量装置原理
同步相量测量装置（Synchronous Phase Measuring Unit，简称PMU）是一种用于测量电力系统中的同步量及相关量的设备，是电力系统原始信
息的采集、实时监测、回馈给其他设备的重要手段。
PMU具有较高的测量
精度、快速响应时间、不需要电源网络等优点，能够完成非常快速、非常
准确的同步相量测量。
典型的PMU结构由模拟采集部分、数字处理部分和通信接口部分组成。
模拟采集部分主要由相位测量单元、电压测量单元和电压开关量采集单元
组成，该部分主要负责采集大范围内的同步相量和电压开关量，并将其转
换为数字信号。
数字处理部分主要由数据处理模块、时间频控模块和状态
提取模块组成，其中包括电压及功率的计算、数据处理和数据转发等功能。
PMU还具有极好的通讯能力，可以将采集的数据通过以太网、GPRS等方式
传输到相应的监控系统中，从而使监控系统能够更准确的判断电力系统的
状态。
2、PMU维护
（1）保持良好的PMU机柜内环境：PMU机柜内要保持良好的环境，
保持适当的温度和湿度，确保机柜内空气流通。
（2）检查数字量输入：通过检查数字量输入，确保机柜内模拟采集
系统的正确运行。
PMU相量测量装置的工作原理
装置整体结构图
天线
同步时钟 信号板 电压电流 (模拟信号) 互感器 (PT/CT) 同步采样 触发脉冲 A/D板
1PPS 10KHz
GPS 接收器 时间标记
电压电流 (数字信号)
处理器
高速通信网络
电压电流 (幅值相角) 功率，功角
测量装置外观
谢谢！
– 提供了一个全网统一的同步旋转坐标轴，保证这些测出的功 角是基于相同的坐标轴
功角测量原理
• 功角测量需要测发电机电势E与母线电压Uj之间 的相角差
E j
相量测量装置
• 整体设计 • GPS模块 • 数据采集模块 • 计算模块 • • • • 通讯模块 控制模块 系统软件程序 误差和时延分析
相量测量装置（PMU）
PMU
同步相量测量装置（PMU） Phasor Measurement Unit PMU用于同步相量的测量和上送，并进行动态和暂态数据记录
PMU的原理
PMU的应用
• 功率、功率因素的测量 • 发电机并网同期装置 并网条件：频率、电压幅值、 P UI cos UI cos(U I ) 电压相位差
实现异地相位测量，采用GPS系统
GPS授时的优点：
• • • • 全球全天候连续工作，用户数量不限 精度高。 GPS采用了扩频和伪码技术，抗干扰能各地的电压信号统一到相同坐标轴上就必须做到以下两点： – 这些信号的采样是同步完成的 – 各地功角信号是相对于相同的同步旋转轴系 • 对应的GPS作用： – 将全网的时钟进行统一，保证分散于各地传送到服务器上进 行比较的是同一时刻的信号
U
U1 U2
I
1 2
功能：直接测量节点的电压相量（幅值V和相角 ）. 特点：动态的、高刷新率（10ms）、同步的、直接 的信息.
同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置说明书
一、产品概述
本产品是一种专用于高压电力系统中的同步相量测量装置。
通过对系统中的电压、电流、相位等参数进行测量，可以获得电力系统的电气状态，为系统稳定运行提供支持。
二、产品特点
1. 高精度测量：采用高精度模数转换器和数字信号处理等技术，可以实现对电压、电流和相位等参数的高精度测量。
2. 可靠性高：采用工业级扩展温度范围、抗干扰性能强的芯片和元器件，保证了装置在恶劣环境下的稳定性和可靠性。
3. 可扩展性强：支持多种接口通讯方式，可与各类设备相连接。
并且具有良好的软件扩展性，可根据用户需求进行功能扩展。
4. 显示直观：采用彩色液晶显示屏，可直观显示各种参数。
并且支持多种操作方式，方便用户进行操作和设置。
5. 体积小巧：采用全封闭结构，体积小巧、操作方便。
三、使用说明
本装置采用交流供电方式，使用前请确认电源电压与装置电源适配器符合要求。
开机后，可选择不同的参数进行测量，并可以进行参数设置，包括显示模式、报警设置、通讯参数等。
同时也支持多种通讯方式，如RS485、以太网等，可与其他设备配合使用。
四、注意事项
1. 请使用适配器提供的电源进行供电，禁止使用其他品牌或型号的电源。
2. 请勿将液晶屏暴露在阳光下或其他强光下，以防损坏屏幕。
3. 请勿将装置拆卸，以免影响使用效果和保修。
4. 请勿将装置受到强烈冲击，以免影响使用效果和稳定性。
5. 若需进行维修保养，请联系售后服务中心。
以上为本产品的说明书，如需了解更多信息，可联系生产厂家获取。
SSM553同步相量测量装置调试报告
SSM553同步相量测量装置调试报告
一、设备简介
SSM553同步相量测量装置是一种采用电子磁负载和谐波抑制功能，可以测量交流电系统中的电流和电压总和、相位和频率的仪器。
它可以直接接入机房电源，无需增加任何桥接装置，可以快速、准确地监测电系统的电流和电压，频率和电压相位。
二、接线和安装
1、设备接线：将SSM553同步相量测量装置的输入接线盒放置在机房电源的低压侧，输出接线盒放置在机房电源的高压侧，在输入接线盒中接入空气开关，在输出接线盒中接入空气开关手轮。
2、安装：将接线好的SSM553同步相量测量装置安装到机房电源上，调试时需要将机房电源的空气开关手轮拉向“准备”位置，用测试线两端连接机房电源的L、N、PE线，并通过接线盒连接到SSM553设备上。
三、设备调试
1、查看设备状态：在调试前，需要查看SSM553同步相量测量装置的状态，必要时使用专用计算机软件完成，而后根据查看结果选择合适的调试方法。
2、开机调试：首先将机房电源的空气开关手轮拉至“启动”位置，将SSM553设备的电源打开，查看同步相量测量装置是否正常工作。
3、检查电流输入：利用测量电表检测电源输入电流是否正常，电流输入电压是否正确，如果不正常。
南瑞继保CS同步相量测量装置运维指引
PCS-996同步相量测量装置运维指引一・PCS-996同步相量测量系统简介PCS-996系列同步相量测量装置列表PCS-996同步相量测量系统的系统结构WAMS主站11WITW WAMS 主站2GPS时峯中PCS98X2乞換机PCS9882交换机n =□口U□口口匕CECD U□口口口口口-o x□QunaDIQDlpnQincOOPCS-9%A^采樂甲■元应用场合：变电站.开关站、发电厂采集対仪：叫线、线昭.左变的交诡献和开关域________________________________________________________ )数1«集中SX可接入:a.PCS-996Ab.PCS-996B向WAMS r. !. I V：a.实时数4Wb.动态录波散据c.和态录波数据GPS对时伫弓实时数抵迪迢肉线数掘迪逆PCS-996BH采樂妝兀应川场合：火力发电厂.水力发电厂、凤迫场采如対仪：机组的交i«!ib宜流航.开关诫和键相咏冲图常规厂站同步相量测量系统结构示意图PCS-996同步相量测量装置简介PCS-996A 数据采集单元（常规厂站）功能：用于变电站、开关站、发电厂。
釆集 母线、线路、主变的电气量以及开关量。
电气量接入：容量：8个间隔（每个间隔含3相电压、3 相电流）额定值：相电压，相电流1A 或5A开关量接入：容量：36路空接点电压：直流24V 、48V 、110V 、220V 可选性能指标：釆样速率：〜面板布置图:wO <fPCS495A■ 厂OH , o11 o背板布置图：相量上送速率：100帧/秒相量幅值误差：W%相量相角误差：电压W° ,电流Wl°频率测量误差：WPCS-996B 数据采集单元（常规厂站）功能：用于发电厂。
可采集2台机组的交流 量、直流量、开关量以及键相脉冲。
另外还 可采集2个常规间隔（母线、线路或主变） 的电气量。
PMU简述、系统组成及装置功能介绍、通讯与路由、运行与维护
内容提要
PMU简述 系统组成及装置功能介绍 通讯与路由 运行与维护
PMU简介
术语和定义
• 同步相量 synchrophasor：以标准时间信号 作为采样过程的基准，通过对采样数据计算 而得的相量称为同步相量。因而，各个节点 的相量之间存在着确定统一的相位关系。
• 相量测量装置 phasor measurement unit (PMU) ：用于进行同步相量的测量和输出以 及进行动态记录的装置。PMU的核心特征包括 基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标 准时钟信号的守时能力、PMU与主站之间能够 实时通信并遵循有关通信协议。
AC12U AC9I
6SF.004.261Z.123 6SF.004.261Z.112
输入12路独立电压（不 接入母线等元件，测量相电
共N点）
压或线电压
输入9路独立电流
与AC12U配合，接入线路等 元件
计算插件
配置：三个（ 2电、1光）独立的 以太网口，可选配500G硬盘。
用途：接入WAMS主站，本地动态 数据存储。
CSD-361A主机单元
交流插件
型号
图号
AC6U6I(a) 6SF.004.261Z.111
AC6U6I(b) 6SF.004.261Z.121
技术参数
用途
输入6路电压（共N点）、接入线路、变压器等元件，
6路独立电流
仅测量相电压
输入6路独立电压（不 接入线路、变压器等元件， 共N点）、6路独立电流 测量相电压或线电压
开入插件
I型开入：配置24路开入，带 启动闭锁继电器，每个机箱 中只可配置1块。
II型开入：配置28路开入回路 。
用法：无特殊需求时，PMU仅 使用II型开入。
PMU基本介绍全解
技术背景
行业标准
• IEEE1344-1995(R2001) ： IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems; EPRI：PC37.118-2005 《电力系统实时动态监测系统技术规范》: 国 调中心 03 年 2 月第 1 稿， 04 、 05 年修改稿 , 国家 电网公司06年4月正式发布；
发电机功角是发电机转子内电势与定子端电压或电网参考点母线电 压正序相量之间的夹角，是表征电力系统安全稳定运行的重要状态变 量之一，是电网扰动、振荡和失稳轨迹的重要记录数据。
PMU的用途
4）分析发电机组的动态特性及安全峪度分析
通过PMU装置高速采集的发电机组励磁电压、励磁电流、气门开度信号、 AGC控制信号、PSS控制信号等，可分析出发电机组的动态调频特性，进行 发电机的安全峪度分析，为分析发电机的动态过程提供依据。监测发电机 进相、欠励、过励等运行工况，异常时报警。绘制发电机运行极限图，根 据实时测量数据确定发电机的运行点，实时计算发电机运行裕度，在异常 运行时告警。
PMU功能应用
4、扰动数据记录 (1)具备暂态录波功能。用于记录瞬时采样的数据的输出格式符合 ANSI/IEEE PC37.111-1991（COMTRADE）的要求； (2)具有全域启动命令的发送和接收，以记录特定的系统扰动数据； (3)可以以IEC60870-5-103或FTP的方式和主站交换定值及故障数据； 5、与当地监控系统交换数据 装置提供通信接口用于和励磁系统、AGC系统、电厂监控系统等 进行数据交换。 6、数据存储 存储暂态录波数据；存储实时同步相量数据。
同步相量测量装置(PMU) 技术介绍
主要内容
一、 PMU及动态监测系统的技术背景 二、同步相量测量基础 三、PMU的功能及作用
SMU-1同步相量测量控制装置
图2.3.2.1内电势测量原理示意图
SMU-1G可测量转速表发出的位置脉冲信号出现的时间TZ，发电机机端电压上升沿（过零点）时间Tu、内电势上升沿（过零点）时刻为Tq。
由上图可以看出，
2.3.3 发电机内电势计算法原理
在SMU-1G装置中，因为直接法测量无法获取内电势的幅值，故还可以通过计算的方法，获取内电势的幅值及角度，为系统提供参考量。
通过测量机组机端电压、机端电流，按照公式Eq=U+(R+jX)*I，计算得到Eq。R、X的获取可通过发电机的铭牌获得。
对发电机组，需要获得的参数有：
基于上述背景，南京南瑞集团公司集十多年在电力系统自动化设备、保护设备、稳定控制产品经验的基础上，应用高精度的GPS时钟、高速高精度信号采集、网络通讯等技术研发而成了SMU-1系列同步相量测量控制装置。
1.2 SMU-1系列同步相量测量控制装置系统构成
SMU-1系列同步相量测量控制装置主要由以下部分组成：
=uTu-zTq=u-m=(uTu-zTz)-m
式中，u、z分别为转子机械（q轴）转速和定子侧（机端电压）的转速，m为q轴与转子上某个固定点（转速表发出脉冲点）之间的夹角。在稳态情况下u、z相同，在暂态情况下，则不同。而m则在暂稳态情况下，均是恒定不变的。
从上式中可以看到通过测量到u、Tu、z、Tz、m等量及可直接得到。
1）发电机机端电压PT变比、额定值；
2）发电机机端电流CT变比、额定值；
3）发电机额定视在功率；
4）发电机等效电抗：Xd、Xq
第三章 SMU-1系列装置功能及容量
本章讨论装置的功能及容量配置
同步相量测量装置(PMU)培训教材
向量测量装置（PMU）基础知识（2010-5-13）一、同步测量技术的基本原理同步相量测量是利用高精度的GPS 卫星同步时钟实现对电网母线电压和线路电流相量的同步测量，通过通信系统传送到电网的控制中心或保护、控制器中，用于实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制。
交流电力系统的电压、电流信号可以使用相量表示，相量由两部分组成，即幅值X（有效值）和相角φ，用直角坐标则表示为实部和虚部。
所以相量测量就必须同时测量幅值和相角。
幅值可以用交流电压电流表测量；而相角的大小取决于时间参考点，同一个信号在不同的时间参考点下，其相角值是不同的。
所以，在进行系统相量测量时，必须有一个统一的时间参考点，高精度的GPS 同步时钟就提供了一个这样的参考点。
任意两个相量在统一时间参考点下测得的两个相角的“差”即为两地功角，这就是相量测量的基本原理。
设正弦信号：可以采用相量表示为：由式(2)可见，相量有两种表示方法：直角坐标法（实部和虚部）和极坐标法（幅度值和相位）。
交流信号通过傅里叶变换，将输入的采样值转换到频域信号，从而得到相量值。
式(1)可以用相量的形式表示出来：如图1-1 所示，V(t)代表变换器要处理的瞬时电压信号，通过傅里叶变换，电压或电流可以用相量的形式表示出来。
二、组成结构1. 基本结构：2. 基本实现方式：3. 组合方式：分为集中式和分布式组合方式，类同与原RTU与目前测控装置组合方式。
a) 集中式子站集中式子站一般集中组屏，通信方式简单，通信电缆较少。
适用于集中主控式的变电站及发电厂和电厂开关站，PAC-2000 电力系统相量测量装置可以直接与多个主站通信。
b) 分布式子站分布式子站能显著减少二次系统电缆长度，大大降低二次系统负载，工程设计灵活，降低安装工作量，提高测量精度。
适用于规模很大或测量信号分散的发电厂和变电站，PAC-2000 电力系统相量测量装置可以通过数据集中器来构建分布式子站，数据集中器将各PMU 的信息透明发送到主站，同时将主站的命令信息发送到各PMU 中。
SSM 550系列同步相量测量装置 PMU介绍
分布式同步相量测量装置
分布式同步相量测量装置概述分布式同步相量测量装置（Distributed Synchronized Phasor Measurement Unit，简称DS-PMU）是一种可以实现对电力系统进行实时监测和定位故障的高精度装置。
DS-PMU采用了分布式的方式，可以同时对多个节点进行测量，获得更加全面的监测数据。
该装置依据卫星同步技术进行精确时钟同步，实现测量值的同步。
原理DS-PMU主要由测量单元、数据采集单元、数据传输单元和控制单元四个模块组成。
其中，测量单元用于对电压、电流等数据进行测量和处理；数据采集单元用于对测量数据进行采集和处理；数据传输单元用于将采集到的数据传输到控制单元；控制单元用于对测量数据进行处理和分析，并根据需要进行控制命令的下发。
DS-PMU采用相量测量技术，通过对电压和电流进行同时测量，并通过相量变换计算出电网中的相量参数，如电压、电流、相位、频率等。
相量测量不仅能够实现相位和频率的测量，还可以通过相量拟合等算法实现对电压稳态和暂态过程的监测。
DS-PMU还可以通过将多个相量合成一个全系统相量的方式，获得电力系统的全面监测数据，从而实现对电力系统的稳定性、安全性和可靠性的全面监测。
特点•高精度：DS-PMU采用了高精度的相量测量技术，可以实现相位和频率的高精度测量，并通过相量拟合算法实现对电力系统的全面监测。
•大容量：DS-PMU可以同时对多个节点进行测量，多个节点测量数据可以合成一个全系统相量，获得电力系统的全面监测数据，容量可达数百M/s，可以满足大规模电网监测需求。
•高可靠性：DS-PMU采用了精确时钟同步技术，实现了多节点数据同步，能够解决测量数据相位一致性问题，提高了数据采集和处理的可靠性。
•分布式：DS-PMU采用分布式的方式进行测量，可以在电力系统的多个节点进行测量，获得更加全面的监测数据，提高了监测的准确性。
•智能化：DS-PMU采用了先进的数据处理技术，可以对监测数据进行实时处理和分析，根据需要进行控制命令的下发，实现对电力系统的智能监测和控制。
同步相量测量装置作用
同步相量测量装置作用同步相量测量装置（Synchronized Phasor Measurement Unit，简称PMU）是一种用于对电力系统进行实时监测和控制的高精度测量设备。
它能够准确测量电压、电流等相位和振幅信息，并与时间戳同步。
PMU主要由一台GPS接收器、一台高精度时钟、一台A/D转换器和一台通信模块组成。
PMU的作用主要有以下几个方面：1.实时监测电力系统状态：通过精确测量电流和电压的相位、频率、振幅等信息，PMU能够实时监测电力系统的状态。
它能够提供高精度、高频率的数据，帮助运行人员了解系统的实际运行情况，包括电压的稳定性、频率偏差、相位角等指标，从而及时发现潜在的问题和异常。
2.电力系统可靠性评估：PMU能够实时记录电网中的电流和电压波形数据，并与时间戳同步。
这些数据可以用于电力系统的可靠性评估，通过分析不同时刻系统的状态和性能，可以检测到潜在的故障和问题。
通过PMU提供的数据，可以进行故障分析和定位，并及时采取相应的措施以保障电网的稳定运行。
3.功率平衡和负载管理：PMU能够提供各个节点的电压和电流数据，这对于功率平衡和负载管理非常重要。
通过实时监测电网中不同节点的功率波动，可以及时发现负荷过重或不平衡的情况，并采取相应的调整措施。
同时，PMU还可以提供功率因数、无功功率等信息，为系统负载管理提供参考依据。
4.电能计量和电费结算：PMU可以提供准确的电流和电压数据，这对于电能计量和电费结算至关重要。
传统的电能计量方式往往存在一定的误差，而PMU能够提供高精度的电能数据，可以减少计量误差，提高电费的结算准确性。
5.电力系统灾难响应：PMU提供的高频率数据可以用于电力系统的灾难响应。
比如，在发生地震、风暴或其他灾害时，PMU能够提供实时的数据，帮助分析师和运行人员迅速评估电力系统的状况以及可能出现的问题，并及时采取反应措施。
总之，同步相量测量装置是电力系统监测和控制的关键设备，它能够提供高精度、高频率的电压和电流等参数数据，帮助监测运行状态、评估系统可靠性、进行负载管理和能效分析等。
中国南方电网同步相量测量装置(PMU)配置和运行管理规定
中国南方电网同步相量测量装置(PMU)配置和运行管理规定中国南方电网同步相量测量装置（PMU）配置和运行治理规定（试行）1范畴本规定适用于中国南方电网PMU装置的配置和运行治理。
南方电网公司各有关部门和单位、南方电网各并网发电企业，均应遵守本规定；有关单位在南方电网开展PMU装置的设计、施工、制造、运行爱护等工作时，也应遵守本规定。
2总则2.1为保证南方电网“广域测量系统”（以下简称“W AMS系统”）的安全、可靠运行，为电网运行提供准确的动态数据和故障信息，依据《电力系统安全稳固导则》（DL755－2001）、《电网运行准则》（DL/T 1040-200 7）、《电网运行规则（试行）》（电监会22号令）、《中国南方电网电力调度治理规程》（Q/CSG 2 1003-2008）等有关规程规定，结合南方电网实际情形，特制定本规定。
3规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓舞按照本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
IEEE C37.118- 2005 电力系统同步相量标准ANSI/IEEE C37.111-1991 电力系统暂态数据交换通用格式DL/T 478-2001 静态继电爱护及安全自动装置通用技术条件GB/T 14285-2006 继电爱护和安全自动装置技术规程国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范DL 476-1992 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 995-2006 继电爱护和电网安全自动装置检验规程DL/T 553-1994 220kV～500kV电力系统故障动态记录技术准则DL/T 663-1999 220kV～500kV电力系统故障动态记录装置检测要求4术语和定义4.1相量phasor正弦量的复数表示形式。
同步相量测量装置原理
同步相量测量装置原理同步相量测量装置是一种用于测量电力系统中电流和电压的重要设备。
它通过实时获取电流和电压信号的幅值和相位信息，能够帮助我们监测电力系统的运行状况，并提供准确的电能计量数据。
该装置的原理是基于同步采样和数字信号处理技术。
它通过精确的时钟同步机制，同时采样电流和电压信号，并确保采样时间的一致性，保证了测量结果的可靠性。
在测量电流方面，同步相量测量装置使用电流互感器将高电流信号转换为低电流信号。
接下来，经过模拟电路的处理和放大，将低电流信号转化为可处理的电压信号。
最后，通过模数转换器将电压信号数字化，以便进行后续的数字信号处理。
在测量电压方面，同步相量测量装置采用电压互感器将高电压信号转换为低电压信号。
类似于电流测量，经过模拟电路的处理和放大，将低电压信号转化为可处理的电压信号。
最后，电压信号经过模数转换器数字化，以便进行后续的数字信号处理。
通过同时测量电流和电压信号，并实时获取它们的相位差，我们可以计算出电流和电压之间的相量关系。
这样，我们就能够准确地测量功率因数、电能、电流电压波形等参数，并实现对电力系统的监测和分析。
同步相量测量装置在电力系统的运行和控制中起到了重要的作用。
它能够帮助我们了解电力系统的负载情况、功率因数、功率变化等信息，为电力系统的运维和管理提供数据支持。
同时，它还可以用于电能计量和电力系统的保护与自动化控制。
总结起来，同步相量测量装置是一种基于同步采样和数字信号处理技术的电力系统测量设备。
它能够准确测量电流和电压的相位和幅值信息，并提供重要的电能计量数据，为电力系统的运行和控制提供支持。
同步相量测量装置的标准文件
同步相量测量装置的标准文件
同步相量测量装置的标准文件通常包括以下内容：
1. 设备说明书：包含设备的技术参数、功能介绍、操作方法、维护要求等内容。
用户可以根据该文件了解设备的基本信息和使用方法。
2. 校准证书：设备出厂前会经过校准，校准后会发放一份校准证书，记录设备的准确度和误差范围。
3. 安装指南：用于指导用户正确安装设备的文件，包括安装方法、安装位置要求、电源接线等内容。
4. 使用手册：详细介绍设备的使用步骤和操作注意事项，包括设备的各个功能选项、参数设定方法、数据读取方式等。
5. 维护手册：提供设备的维护方法和周期，包括设备的清洁、保养、维修等内容。
6. 数据通信协议：如果设备支持数据通信功能，会提供相应的通信协议，用于实现设备与计算机或其他设备的数据交互。
7. 安全警告和操作规程：详细说明设备的安全使用规范和操作方法，以确保用户在使用设备时的安全。
8. 故障排除指南：提供设备故障排除的方法和步骤，帮助用户在设备发生故障时进行诊断和维修。
以上是常见的同步相量测量装置的标准文件内容，具体文件内容可能会因设备型号和厂家而有所差异。
用户在购买设备时应该索取对应的标准文件，并详细阅读和注意其中的内容。
同步相量测量装置
同步相量测量装置1. 引言同步相量测量装置（Synchronized Phasor Measurement Unit，简称PMU）是一种广泛应用于电力系统中的高精度电气测量设备。
它能够通过对电力系统中各个节点上电压和电流进行高精度测量，实时获取电力系统状态，并提供准确的相量数据。
在电力系统的监控、保护和控制方面具有非常重要的作用。
2. PMU的原理PMU的核心原理是利用GPS同步技术对电压和电流进行同步测量。
通过接收GPS信号，PMU能够获得高精度的时间同步信息，保证各个PMU设备之间的时间同步性。
PMU通过采样和数字化技术对电压和电流进行测量，并将测得的数据转化为复数形式的相量数据。
这些相量数据包括相量的幅值和相位角。
3. PMU的工作原理3.1 采样和数字化PMU首先对电压和电流信号进行采样和数字化。
采样频率通常为50Hz或60Hz，采样精度达到10位或12位。
这样能够保证对电压和电流进行高精度的测量。
3.2 相量测量PMU利用采样和数字化得到的电压和电流数据，进行相量测量。
相量测量的过程包括以下几个步骤：•提取基波分量：PMU通过对采样数据进行数字滤波，提取电压和电流信号的基波分量。
•构建复数形式的相量：PMU利用提取到的基波分量，将电压和电流信号转化为复数形式的相量。
•计算相量的幅值和相位角：PMU通过对复数形式的相量进行计算，得到相量的幅值和相位角信息。
3.3 数据同步PMU利用GPS信号对数据进行同步。
当收到GPS信号后，PMU可以获得精确的时间同步信息，保证各个PMU设备之间测量结果的一致性。
4. PMU的应用4.1 监控电力系统PMU能够实时测量电力系统中各个节点上的电压和电流，并提供准确的相量数据。
这些数据可以被用来监测电力系统的状态，包括电压、电流以及相角等信息。
通过对这些信息的分析，可以及时发现电力系统中可能存在的异常情况，提高电力系统的稳定性和可靠性。
4.2 电力系统保护PMU通过对电力系统中的电压和电流进行高精度测量，能够及时检测到电力系统中的故障情况。
SSM553同步相量测量装置调试报告
57.0
57.0
57.0
10.0
10.0
实测值
56.3
56.6
56.7
9.9
9.8
56.8
56.9
56.7
9.6
9.5
2、电流通道（A）
相别
I1A
I1B
I1C
3I01
I2A
I2B
I2C
3I02
I3A
I3B
I3C
3I03
额定值
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
DL/T663-1999《电力系统故障动态记录装置检测要求》
检 测 日 期：
检 测 结 果
一、外观检查：良好
二、设备接地及绝缘测试：设备接地良好、绝缘 ≥500MΩ
三、电源检查：正常
四、精度校验：
1、电压通道（V）
相别
UAⅠ
UBⅠ
UCⅠ
3U0Ⅰ
UL
UAⅡ
UBⅡ
UCⅡ
3U0Ⅱ
UL
额定值
57.0
57.0
Ic2
1.00
1.01
电流3组
Ia3
1.00
1.01
Ib3
1.00
1.02
Ic3
1.00
1.01
电流4组
Ia4
1.00
1.01
Ib4
1.00
1.02
Ic4
1.00
1.01
电流5组
Ia5
1.00
1.01
Ib5
1.00
1.02
Ic5
1.00
1.01
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11
国内外主要PMU制造商
国内外概况
Rochestor
（TR-2000）
Macrodyne （1690）
SEL
（SEL-421）
Arbiter Systems （1133A）
ABB
（RES521）
电科院
（ADX3000／PAC-2000）
四方
（CSS-200）
南瑞
（SMU-1）
12
国内外概况
PMU设计思路比较
功能实现方式
相量测量+故障录波（多）
相量测量+电能质量（多） 相量测量+继电保护（多) 相量测量+RTU （少）
硬件设计方式
嵌入式采集（可靠性高）（多） 计算机插板（可靠性受制于计算机及WIN软件）（少）
通信实现方式
RS232
(少）
10/100M以太网（多）
4、每一观察点的相量称为同步相量
29
Vm
t=0 (1 PPS)
signal x(t)
0度
Vm
t=0 (1 PPS)
-90度
30
31
5、PMU与其他装置的测量不同
U U m *2 * C( 2 O ** fS * tu ) U /u m I Im *2 * C(2 O ** f S * ti) U /i m
36
2）观察点为3周波点(60ms)
观察点
K n 同步相量
同步相量f=f0
0
00
0
0
1
31
2(3ff0)T 0*10
0
2
62
2(3ff0)T 0*20
0
3
93
2(3ff0)T 0*30
0
4
12 4
2(3ff0)T 0*40
0
5
15 5
2 (3ff0)T 0*50
同步相量测量装置
Phasor Measurement Unit (PMU) Phasor Monitor Unit (PMU)
A1//t
PMU
A1//t
主站
2
内容介绍
1. PMU国内外概况 2. PMU主要功能 3. PMU工作原理 4. PMU关键技术 5. PMU应用介绍 6. PMU测试介绍 7. 问题讨论
0+6/8 0 1+6/8 1 2+6/8 2 3+6/8 3 4+6/8 4 5+6/8 5 6+6/8 6 7+6/8 7
0+7/8 0 1+7/8 1 2+7/8 2 3+7/8 3 4+7/8 4 5+7/8 5 6+7/8 6 7+7/8 7
35
1）假设 f f0，则 s 0 在任何时刻永久不变
20
2）当装置监测到继电保护或/和安全自动装置跳闸 输出信号（空接点）或接到手动记录命令时应建 立事件标识，以方便用户获取对应时段的动态数 据。
3）当同步时钟信号丢失、异常以及同步时钟信号恢 复正常时，装置应建立事件标识。
21
3、广域启动或扰动启动录波 (1)具备暂态录波功能。用于记录瞬时采样的数据的 输出格式符合ANSI/IEEE PC37.111-1991 （COMTRADE）的要求； (2)具有全域启动命令的发送和接收，以记录特定的 系统扰动数据； (3)可以以IEC60870-5-103或FTP的方式和主站交换定 值及故障数据；
u (t)2 U cots (θ) U U θ
i(t)2Icos t (θ) II θ
28
4、同步相量定义
t
1PPS
1、以1PPS为时间参考点（0）
2、以 t= n*T0 为相量观察点(T0=10/20/30/40/50ms)
3、角度＝采样数据窗第一点nT0的角度［nT0，nT0+T0)
13
国内外概况
PMU主要技术指标及国内外比较
国外
国内
开关分辨率
0.1ms
0.1ms
模拟精度
0.1%
0.1%
A/D位数
16
16
采样点/周
384
200
对时
GPS/1us
GPS/1us
通信
10M*1
10/100M*3
功能
非单一
单一
相量刷新速度
25/S
100/S
多线路测量
1-2线路/单元 >8条线路/单元
发电机键相测量
无
有
14
PMU主要参考文件
国内外概况
1、IEEE std 1344 （2019） 2、EPRI：PC37.118 3、电力系统实时动态监测系统技术规范(送审中） 4、行业检测标准（制定中）
15
PMU主要功能
16
1、同步相量测量 (1)测量变电站每条线路三相电压、三相电流、开关 量，通过计算获得：
0
6
18 6
2 (3ff0)T 0*60
d2 2*
df*dt
d22**d f2**(ff0)
dt
33
7、不同观察点的同步相量角度
U A *2 * C( 2 O ** fS * t) A /
2 * *f* t
U为最大值的时间点为 tm(n)，（n=…,-2,-1,0,1,2,3,4,5,…）
3) 系统稳定按性质可分为三种：功角稳定、电压稳定和频 率稳定。本系统可为功角稳定提供最直接的原始数据。
5
国内外概况
应用背景2：美国等西方国家的大停电 1)由于没有有效的监视手段,导致了美国8.14大停电 2)我国电网规模越来越大,需应对措施
应用背景3：世界技术的发展使得该项目成为可能 1）高速计算机及数据管理 计算机计算速度大幅度提高,商用数据库越来越成熟. 2）高精度GPS 微秒级误差 3）高速广域通信技术 100M以上以太网 4）稳定成熟的应用算法 如EEAC算法已经成功应用于发达国家的电力系统稳定预警.
7、数据存储 存储暂态录波数据；存储实时同步相量数据（14天） 2.4G/(1天，48路）
23
PMU工作原理
同步相量及计算 PMU测量硬件 PMU测量软件 PMU构成单元及配置 PMU安装及通信模式
24
同步相量及计算
1、正弦函数与复函数
无物理意义 构造一个复函数 A(t) 2Iej(t)
a. A相电压同步相量Ua/Фua; b. B相电压同步相量Ub/Фub ； c. C相电压同步相量Uc/Фuc ； d. 正序电压同步相量U1/Фu1 ； e. A相电流同步相量Ia/Фia ； f. B相电流同步相量Ib/Фib ； g. C相电流同步相量Ic/Фic ； h. 正序电流同步相量I1/Фi1 ； i. 开关量
m t(n ) (2 n 0)/2 f
当观察点为kT0时，根据同步相量定义计算出同步相量为: s 2 f ( k 0 t m ) T 2 f0 k 2 n T 0 2 ( k n 0 ) f T 0 f 0 34
k
nk
nk
nk
nk
nk
nk
f. 机端B相电流同步相量Ib/Фib ；
g. 机端C相电流同步相量Ic/Фic ；
h. 机端正序电流同步相量I1/Фi1 ；
i. 内电势同步相量ε/Ф(ε);
j. 发电机功角
δ；
k. 开关量
18
(3)同步测量励磁电流／砺磁电压，用于分析机组的 砺磁特性
(4)同步AGC控制信号，用于分析AGC控制响应特性 (5)获取高精度的时间信号
Ψ 2 Ico t s ( ) j2 Isi tn ()
是一个正弦量
对A(t)取实部 RA e (t)[ ] 2Ico tsΨ ( )i(t有)物理意义
对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数
25
2、向量／相量／矢量／旋转矢量／旋转相量
j( t Ψ )
i2 I c o (s t Ψ ) A ( t)2 Ie
0+3/8 0 1+3/8 1 2+3/8 2 3+3/8 3 4+3/8 4 5+3/8 5 6+3/8 6 7+3/8 7
0+4/8 0 1+4/8 1 2+4/8 2 3+4/8 3 4+4/8 4 5+4/8 5 6+4/8 6 7+4/8 7
0+5/8 0 1+5/8 1 2+5/8 2 3+5/8 3 4+5/8 4 5+5/8 5 6+5/8 6 7+5/8 7
8
3）成熟的PMU技术 （1）各个厂商的PMU已经在变电站／电厂广 泛使用，并在内电势测量技术方面取得 很好的进展 （2）国内的PMU性能优于国外的PMU
4）高速广域通信技术 100M／1000M数据网建设成为电力公司通
信 的建设目标
9
5）稳定成熟的主站系统 （1）WAMS单一系统的动态监视 （2）基于WAMS、保护系统、SCADA的（动
4、就地数据管理及显示 (1)装置的参数当地整定； (2)装置的测量数据可以在计算机界面上显示出来
22
5、同步相量数据传输 装置根据通信规约将同步相量数据传输到主站， 传输的通道根据实际情况而定，如：2M／10M／ 100M／64K／Modem等，传输通信链路一般采用 TCP/IP。
6、与当地监控系统交换数据 装置提供通信接口用于和励磁系统、AGC系统、 电厂监控系统等进行数据交换。