多功能電力測控儀表的應(yīng)用技術(shù)

范文增

機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 130011

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革與發(fā)展，人們對用電的使用需求已經(jīng)越來越廣泛，并且伴隨著我國電能用戶的增加，使其隨時(shí)出現(xiàn)問題的概率越來越高。為了能夠保證電力正常運(yùn)行，在安全的前提下，需要對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在這樣一個(gè)背景下，開發(fā)出了多功能的電力測控儀表，從而應(yīng)用于輸配電電網(wǎng)。對目前的多功能電力測控儀表的應(yīng)用進(jìn)行分析，主要是從功能和技術(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 多功能實(shí)現(xiàn)

1.1 電力系統(tǒng)參數(shù)測量

多功能測量，包括了電壓（voltage）、電流（current）、功率（power）、頻率（frequency）、電能（power）等。多功能電力測控儀表在接入高壓電力系統(tǒng)的過程中，需要對安全度進(jìn)行預(yù)留，如果要使多功能電力測控表接入更高的電壓系統(tǒng)中，就需要采用電壓互感器。

1.2 變電站自動(dòng)化應(yīng)用

變電站自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)可以通過以下幾種形式實(shí)現(xiàn)：第一，多功能電力測控儀表的安裝，多功能儀表可以在電力系統(tǒng)的任何一個(gè)地方進(jìn)行安裝，對于這種安裝的方法，是在對電力系統(tǒng)中的電網(wǎng)電壓信息采集的有效解決方案。多功能儀表的安裝主要是通過對電力系統(tǒng)變電站進(jìn)行電壓測量記錄和測量，從而最終實(shí)現(xiàn)電壓的分析，保證電能能夠最為合適提供給所有用戶，監(jiān)視變電站電量的輸出；第二，多功能電力測控儀表，在相對的時(shí)間內(nèi)可以記錄變電站內(nèi)的參數(shù)，一般情況下是對電能電流、電能電量、電能需求、電能使用和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。通過各種因素的記錄，能夠在相對時(shí)間內(nèi)，對電力系統(tǒng)做出全面的工作分析，從而最終實(shí)現(xiàn)高精度的負(fù)荷數(shù)據(jù)：確定電能的使用；充分的分析出負(fù)荷量；提供PF的分布和不平衡情況。

1.3 多功能電力測控儀表的記錄功能

多功能電力測控儀表在使用過程中需要較大的容量來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄。其主要包括趨勢（Trend）、系統(tǒng)事件（System events）、報(bào)警（alarm）、越限（More limited）、I/O變化記錄（Change records）等等。多功能電力測控儀表在數(shù)據(jù)記錄過程中，非常適用于綜合性的工程分析和歷史記錄分析。系統(tǒng)事件記錄可以保護(hù)關(guān)鍵的計(jì)費(fèi)信息，一般需要帶時(shí)標(biāo)記錄下列操作：需量復(fù)位（Amount to rese）t、密碼請求（Password request）、系統(tǒng)啟動(dòng)（System startup）、能量復(fù)位（Energy reduction）、日志復(fù)位（Log reset）、讀取負(fù)荷（Read load）和修改設(shè)置（Modify Settings）等等。

1.4 監(jiān)測功能

多功能電力測控儀表的監(jiān)測功能，主要是為了實(shí)現(xiàn)波形顯示和諧波分析。波形顯示是給多功能點(diǎn)了測控儀表提供電壓和電流的波形；諧波分析是為了給多功能電力測控儀表提供電能系統(tǒng)的質(zhì)量分析和電壓、電流的諧波。通過多功能電力測控儀表也可以記錄電壓、頻率、不平衡和其他參數(shù)的上下限，并且提供出相關(guān)測量電力系統(tǒng)的有效記錄。

1.5 通信功能

多動(dòng)能電力測控儀表主要是用于和RTU或者監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換；對多功能儀表進(jìn)行定期與不定期的設(shè)置；用過儀表對日志進(jìn)行讀?。粩U(kuò)展的I/O口主要用于擴(kuò)展多功能儀表的通信功能。

通過以太網(wǎng)接入功能，多功能電力測控儀表可以同時(shí)和多個(gè)不同的軟件進(jìn)行通信，并通過進(jìn)行儀表檢測，提供電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集：PC(Software)+SCADA+Meter Reading(Software)=多功能電力監(jiān)控儀表

如下圖所示，為多通道模擬量輸出實(shí)現(xiàn)模擬量信號的轉(zhuǎn)發(fā)功能。

如下圖所示，為繼電器和高速脈沖輸入輸出。

2 諧波分析技術(shù)

諧波分析如圖所示：

如上圖所示：每個(gè)元素所代表的含義各不相同，其中，X(t)所表示的是連續(xù)的模擬信號、X(k)表示X(t)經(jīng)過抗混疊低通濾波LPF和快速傅里葉變換FFT濾波后的結(jié)果。傅里葉變換用于確定測量信號的諧波成分

根據(jù)以上公式可以得出，x(n)為x(t)的離散數(shù)據(jù)，而x(k)為譜成分。

如圖所示，通過多功能儀表中的諧波分析，在對電力系統(tǒng)的電網(wǎng)信號處理過程中，需要采用模擬低通濾波器來抑制大于fs/2的信號頻率，抗混疊濾波器可以采用無源RC的抗混疊濾波器，實(shí)現(xiàn)有源抗混疊低通濾波器。

3 結(jié)論

總的來講，伴隨我國電能技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)的深入研究，已經(jīng)逐步的事項(xiàng)了輸配電的智能化，并且多功能電力測控儀表的應(yīng)用逐步得到普及，應(yīng)用的范圍越來月廣，在智能化信息時(shí)代，具有著重要的意義。

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