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
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。
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94页PPT
6
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.
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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
0
6
18 6
2 (3ff0)T 0*60
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
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
PMU基本介绍全解
限、相电流越限、正序电流越限、线路低频振荡、相角差越限等事件时, 装置应能建立事件标识,以方便用户获取事件发生时段的实时记录数据. e、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实时 记录数据. f、 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.
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.
３、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
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；
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；
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
同步相量测量装置引言：同步相量测量装置是一种用于测量电力系统中电压和电流的相量值的设备。
相量测量是对电力系统进行稳定状态分析和故障检测的重要工具。
本文将介绍同步相量测量装置的原理、组成、工作方式以及在电力系统中的应用。
一、原理同步相量测量装置的工作原理基于电力系统中电压和电流的相量性质。
相量是一个具有大小和相位的量，用于表示交流电信号。
电压和电流相位的测量对于电力系统的分析和保护至关重要。
同步相量测量装置通过两种方式测量电压和电流的相量：1. 电流采样：同步相量测量装置通过外部采样装置，如电流互感器等，获取电流信号。
电流互感器将电流信号转化为与电流成正比的电压信号，并通过滤波和放大电路进行处理。
然后，这些电压信号经过转换和数字化处理，最终得到电流的相量值。
2. 电压测量：同步相量测量装置使用电压传感器直接测量系统中的电压信号，并将其转化为与电压成正比的电压信号。
然后，通过滤波和放大电路对电压信号进行处理，并进行转换和数字化处理，从而得到电压的相量值。
二、组成同步相量测量装置通常由以下几部分组成：1. 采样单元：采样单元负责从电力系统中获取电流和电压信号，并将其转化为适合进行数字化处理的信号。
2. 数字处理单元：数字处理单元负责对采样单元获得的电流和电压信号进行转换、滤波和数字化处理。
3. 相量计算单元：相量计算单元负责根据电流和电压信号的相位和幅值计算电流和电压的相量值，并提供相量值的输出。
4. 通信接口：通信接口用于将同步相量测量装置与其他系统连接，例如与监控系统进行数据传输和与保护装置进行通信。
三、工作方式同步相量测量装置的工作可以分为以下几个步骤：1. 采样：同步相量测量装置从电力系统中采样电流和电压信号。
采样可以是连续的或间歇的，取决于测量的目的和要求。
2. 转换和数字化处理：采样单元将采样得到的电流和电压信号转换为适合进行数字化处理的信号。
数字处理单元对转换后的信号进行滤波和放大，并进行数字化处理，得到原始数据。
CSD -361 同步相量测装置 同步相量测装置 同步相量测装置
主要功能1）同步相量测量a) 同步采集测量点的三相电压和三相电流，计算三相基波电压、三相基波电流、正序基波电压相量、正序基波电流相量、频率和频率变化率；b) 同步测量发电机内电势及功角，利用发电机的电气参数和机端电压电流相量计算发电机内电势相角和功角；同时可利用接入发电机键相脉冲信号实测发电机内电势相角和功角，在转速脉冲信号较好的场合，支持接入转速脉冲测量发电机内电势相角和功角；c) 同步测量采集点开关量信息，如断路器开关位置、刀闸位置、发电机PSS及A VR 等开关量信息；d) 同步测量发电机辅助信号，如励磁信号、转速信号、一次调频信号等。
2）实时数据记录a) 连续记录所测电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率、频率变化率及开关状态信号；此外，安装在发电厂的相量测量装置可连续记录发电机内电势和功角；b) 当电力系统发生下列事件时装置能建立事件标识，方便用户获取事件发生时段的动态数据：i. 频率越限；ii. 频率变化率越限；iii. 幅值越上限，包括正序电压、正序电流、负序电压、负序电流、零序电压、零序电流、相电压、相电流越上限等；iv. 幅值越下限，包括正序电压、相电压越下限等；v. 发电机功角越限，包括发电机内电势领先机端电压的超前，发电机内电势落后机端电压的滞后；c) 实时记录装置告警信息，按照时间顺序存储方便运行人员查阅。
3）实时数据通信a) 实时将装置采集的电压相量、电流相量、频率、发电机内电势、功率等数据和装置的状态信息传送到主站；b) 实时数据上传，支持一发多收，可同时与多个主站实时通信且互不影响；c) 装置动态数据的实时传送速率可以整定，具备10、25、50、100次/秒的可选速率；d) 装置和主站通信的应用层协议符合《实时动态监测系统传输协议》。
人机接口人机接口组件分为I型和II型两种人机接口组件1）I型组件：带液晶显示、状态指示灯、操作按键、复归按钮、调试以太网口，只能在主机上配置I型组件，用于显示装置运行工况信息等；2）II型组件：带装置指示灯、复归按钮、调试以太网口，只能在从机上配置II型组件。
国内同步相量装置选型攻略
国内同步相量装置选型攻略一、引言随着我国电力系统的快速发展，同步相量装置在各领域得到了广泛应用。
如何选用一款性能优良、可靠性高的同步相量装置成为了大家关心的问题。
本文将从同步相量装置的概述、选型攻略、安装与调试等方面进行阐述，以期为大家提供参考。
二、同步相量装置概述1.定义及作用同步相量装置是一种用于测量和传输电力系统中电压、电流相量的装置。
它能够实现对电力系统运行状态的实时监测，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供数据支持。
2.主要技术参数同步相量装置的主要技术参数包括：精度等级、采样速率、传输速率、通信接口等。
这些参数直接影响到同步相量装置的性能和应用范围。
三、选型攻略1.确定需求在选型前，首先要明确同步相量装置的使用场景和性能要求。
主要包括以下几个方面：1) 系统配置：根据电力系统的规模和结构，确定同步相量装置的配置方案，如主站、子站等。
2) 精度等级：根据监测需求，选择合适的精度等级，如0.2S级、0.5S级等。
3) 通讯接口：考虑同步相量装置与现有系统的兼容性，选择支持的相关通讯接口，如以太网、串口等。
2.考察厂家实力选购同步相量装置时，应重点关注厂家实力，包括产品质量、售后服务等。
可以通过以下途径了解厂家实力：1) 查阅厂家资质证书，了解其生产实力、技术水平等。
2) 参考同行或朋友的推荐意见。
3) 查询厂家产品的市场占有率和社会口碑。
3.设备性价比在满足性能要求的基础上，对比不同厂家的设备价格，选择性价比较高的产品。
同时要注意设备的使用寿命、维护成本等方面。
4.兼容性与扩展性同步相量装置的兼容性与扩展性是衡量其可持续发展能力的重要指标。
选购时应考虑未来系统升级和扩容的需求，选择具备良好兼容性和扩展性的产品。
四、同步相量装置的安装与调试1.安装注意事项安装同步相量装置时，应注意以下几点：1) 确保安装环境干燥、通风、无尘，避免阳光直射。
2) 设备接地应可靠，遵循相关电气安全规定。
3) 严格按照厂家提供的安装手册进行操作。
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。
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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：
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
A
A
1PPS
t
RT U U m 、 Im 、 u － i
／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
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
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
0
6
18 6
2 (3ff0)T 0*60
复常数
•
I
ω=2πf
相量为唯一矢量，随着时间变 化，相量以ω的速度旋转，形 成旋转相量，但从nT0的时间 点看，相量一直不变
其I 为 中相 ,ejt为 量旋,转 I ejt为 因旋 子转相 26 量
ω
U
ω0
U0
1、如果以ω0为参考旋转矢 量，则当ω＝ ω0时，U旋 转相量等于静止不动
2、但此方法定义的绝对相 量违背同步相量的定义
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.
（如：美国西部电网继电保护委员会提出）
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）
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)
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
Hale Waihona Puke 、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
A (t)2 I e je j t 2 I e j t
19
2、判别并获取事件标识
1.
1）下列情况建立事件标识：
2.
a）频率越限；
b) 频率变化率越限；
c) 幅值越上限，包括正序电压、正序电流、负
序电压、负序电流、零序电压、零序电流、
相电压、相电流越上限等；
d) 幅值越下限，包括正序电压、相电压越下限
等；
e) 线性组合，包括线路功率振荡等；
f) 相角差，即发电机功角越限。
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；
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。
17
(2)测量发电机机端三相电压、三相电流、开关量、 转轴键相信号，通过计算可获得以下数据：
a. 机端A相电压同步相量Ua/Фua;
b. 机端B相电压同步相量Ub/Фub ；
c. 机端C相电压同步相量Uc/Фuc ；
d. 机端正序电压同步相量U1/Фu1 ；
e. 机端A相电流同步相量Ia/Фia ；
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,…）
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
6
WAMS技术发展状况
国内外概况
主站
通信 子站
7
1）高速计算机及数据管理： （1）单一计算机的计算速度大幅度提高 （2）并行计算技术 （3）数据库管理技术（PI数据库） （4）1G网络传输 （5）海量存储器
2）高精度GPS （1）GPS模块本身的时间精度达到0.1us （2）各个厂商的守时技术达到50us/2-10小时
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
3
PMU国内外概况
4
国内外概况
应用背景1： 经济及电力发展的需求
1) 全球经济一体化；能源分布和经济发展的不平衡;电网 互联运行的巨大效益使大电网互联、跨国联网输电 的趋势不断发展。
2) 电网互联产生电网稳定运行问题日益突出,提出构建 WAMS系统（Wide Area Measurement System）． 目前国内大多数将其作为除保护／安控装置外的第三道 防线;
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）
同步相量测量装置