電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的提高方法

張麗紅 吳函

摘 要：隨著世界經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，電力的使用也是越來越廣泛。電力采集系統(tǒng)的準(zhǔn)確度則是比較重要的，電力采集系統(tǒng)出 現(xiàn)數(shù)據(jù)故障就是電力發(fā)展中的弊端。所以相關(guān)部門要想辦法來排除電力采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的故障來使得電力充分地被利用。生活 中有的人為減少自家的用電量，則鉆電力采集系統(tǒng)的漏洞，想辦法使自己家的電表上的數(shù)據(jù)減少一點，這時相關(guān)部門得來的 這些數(shù)據(jù)就是不準(zhǔn)確的，這也造成了社會生活中的不公平，也為電力數(shù)據(jù)的采集帶來了一定的弊端。

關(guān)鍵詞：電力采集系統(tǒng)；采集時刻精度；系統(tǒng)故障分析

中圖分類號：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0113-01

電力在人們生活中的廣泛應(yīng)用，為了方便對千家萬戶用戶用電

情況的統(tǒng)計，便出現(xiàn)了電力采集系統(tǒng)。

1 電力采集系統(tǒng)的具體介紹

首先，從電能表方面進(jìn)行分析，電能表是通過 RS-485 口上傳

至采集器，數(shù)據(jù)可凍結(jié)供工人集抄，也可網(wǎng)絡(luò)上傳集中器，可多種 通信方式傳輸?shù)较到y(tǒng)的主站完成采集功能。其次，采集器則是微處 理器控制的職能設(shè)備，是本集抄系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。其作用是采 集多個表計的電脈沖信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息記錄保存，故稱 數(shù)據(jù)采集器簡稱采集器。在系統(tǒng)中，它通過 RS-485 通信電纜或 220V 電力線載波與集中器通信。接收集中器發(fā)來的各種命令，向集 中器傳送所記錄的用戶表計數(shù)據(jù)及狀態(tài)。采集器還可通過紅外通訊 接口，在現(xiàn)場與手抄器通信，接受手抄器發(fā)出的各種命令，傳送采 集器所記錄的各種數(shù)據(jù)。采集器采用 EEPROM 組成數(shù)據(jù)存儲單元， 采用最新時鐘芯片。

2 提高電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的方法

2.1 關(guān)于電力系統(tǒng)故障的分析

電力采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，記錄過程中，故障數(shù)據(jù)以暫態(tài)數(shù)據(jù)交換通

用格式記錄。故障時刻之間為穩(wěn)定數(shù)據(jù)，故障時刻之后為暫態(tài)數(shù)據(jù)。 若不考慮不同故障類型對采樣系統(tǒng)特性的影響以及 GPS 同步影響 精度，采樣系統(tǒng)電氣傳輸特性引入相移與采樣頻率為影響原始數(shù)據(jù) 的故障時刻精度的主要因素。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路、斷路等故障時，將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓和頻率 由穩(wěn)定轉(zhuǎn)向劇烈變化的不穩(wěn)定狀態(tài)。電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)改變過程 一般要經(jīng)歷一個過度狀態(tài)，從一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)的過程叫暫態(tài) 過程。暫態(tài)可以分為電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時， 故障信號成分很復(fù)雜。在實際保護(hù)的故障信號分析中，所用信號的 時間區(qū)段很短。

短路對電力系統(tǒng)的危害。（1）短路對電力系統(tǒng)的正常運行和電 氣設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時，由于短路對電力系統(tǒng)的正常 運行和電氣設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時，由于電源供電問路 的阻抗減小以及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路時線路中的短路電 流值大大增加，可能超過該電路的額定電流許多倍。短路點 距發(fā)電 機的電氣距離愈近（即阻抗愈?。?，短路電流愈大。例如么發(fā)電機端 發(fā)生短路時，流過發(fā)電機定子回路的短路電流最大瞬時值可達(dá)發(fā)電 機額定電流 10―15 倍。在大容量的系統(tǒng)中短路電流可達(dá)幾萬甚至 幾十萬安培。短路點的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備。短路電流通過電 氣設(shè)備導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)會引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞。另一方面， 導(dǎo)體也受到很大電動力的沖擊，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。因此，各 種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度和機械穩(wěn)定度（或稱動穩(wěn)定度），使 電氣設(shè)備在通過最大可能的短路電流時不致?lián)p壞。（2）短路會引起 網(wǎng)絡(luò)中電壓降低 短路還會引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降低，特別是靠近短路點 處電壓下降很最多，結(jié)果可能使部分用戶的供電受到破壞。（3）可 能引起并列遠(yuǎn)行的發(fā)電機失去同步系統(tǒng)中發(fā)生短路相當(dāng)于改變了網(wǎng) 絡(luò)的結(jié)構(gòu)，必然引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機輸出功率也相 應(yīng)地變化。因而當(dāng)發(fā)電機的輸入功率大。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，時刻精度將不準(zhǔn)確，有些人還會利用 這一點，做出一些不太合適的偷電，漏電的行為。所以我們必須分 析出一些提高電力采集系統(tǒng)故障時刻精度的方法，從而使得電力的 管理發(fā)展更加的完善。

2.2 對于采集時刻精度進(jìn)行的分析

電量的數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)自動化的重要環(huán)節(jié)，而交流采樣實時性

好、相位失真 小、投資少、便于維護(hù)，因此越來越受到人們的重視。 特別是隨著計算機和集成電路 技術(shù)的發(fā)展，交流采樣原有的困難如 算法復(fù)雜、提高精度難、對 A/D 的速度要求高等已逐步得到克服，

所以它呈現(xiàn)出取代直流采樣的趨勢。為此，介紹電力系統(tǒng)中常用的 交流采樣算法，分析其特點，以便正確選擇其使用場合。關(guān)鍵詞電 力系統(tǒng)交流采樣算法 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力網(wǎng)容量不斷增 大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)中實時監(jiān)控、調(diào)度的自動化就顯得十 分重要，而數(shù)據(jù)采集又是實現(xiàn)自動化的重要環(huán)節(jié)，尤其是如何準(zhǔn)確、 快速地采集系統(tǒng)中的各個模擬電量，一直是電力工作者關(guān)注的熱點。

根據(jù)采樣信號的不同，可分為直流采樣和交流采樣兩大類。直流采 樣是把交流電壓、電流信號轉(zhuǎn)化為 0～5V 的直流電壓，這種方法的 主要優(yōu)點是算法簡單，便于濾波，但投資較大，維護(hù)復(fù)雜，無法實 現(xiàn)實時信號采集，因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制。交流采樣是 把交流量轉(zhuǎn)化為±5V（或 0～5V）的交流電壓進(jìn)行采集，主要優(yōu)點 是實時性好，相位失真小，投資少、便于維護(hù)；其缺點是算法復(fù)雜， 精度難以提高，對 A/D 轉(zhuǎn)換速度要求較高。隨著微機技術(shù)的發(fā)展，

交流采樣以其優(yōu)異的性能價格比，有逐步取代直流采樣的趨勢。交 流采樣的應(yīng)用范圍非常廣泛，根據(jù)應(yīng)用場合不同，其算法也有很多 種，按照其模型函數(shù)，大致可分為正弦模型算法，非正弦周期模型 算法。其中正弦模型算法主要有最大值算法、單點算法、半周期積 分法、兩點采樣等；非正弦模型算法有均方根算法、付里葉算法等， 各種算法都有其優(yōu)缺點，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也不相同。

2.3 分析提高精度的方法

要使得測量的精度得到提高，首先我們可以提高測量儀器的精

確度。儀器的精準(zhǔn)對于數(shù)據(jù)的測量必然是有一定的影響，可以適量 的提高電力測量得來數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。測量儀器準(zhǔn)確度是表征測量儀 器品質(zhì)和特性的最主要的性能，因為任何測量儀器的目的就是為了 得到準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果，實質(zhì)就是要求示值更接近于真值。有的 測量儀器沒有準(zhǔn)確度等級指標(biāo)，則測量儀器示值接近于真值的響應(yīng) 能力就是用測量儀器允許的示值誤差來表述，因為測量儀器的示值 誤差就是指在規(guī)定條件下測量儀器示值與對應(yīng)輸入量的真值之差， 這和測量儀器準(zhǔn)確度定義概念是完全相對應(yīng)的，如長度用半徑樣板，

它就是以名義半徑尺寸來規(guī)定其允許的工作尺寸偏差值來確定其準(zhǔn) 確度。然后相關(guān)工作人員在測量數(shù)據(jù)時也應(yīng)當(dāng)加強關(guān)注，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不 穩(wěn)定不屬實或者不配套的現(xiàn)象時，應(yīng)當(dāng)提高注意，可以進(jìn)行進(jìn)一步 的分析，看看到底是為何得到了這樣的結(jié)果，以保證得來的數(shù)據(jù)的 精度得到相應(yīng)的提高。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代人對電能的依賴越來越嚴(yán)重，各種各樣的家用電器開關(guān)都在等

著電力來進(jìn)行啟動，這也使得許多家庭在電能上消耗的費用越來越 多，許多人為了減少在電費上的開支，就在電力采集系統(tǒng)上動起了 歪心思，這樣的做法不僅不利于電力部門對電力的消耗做準(zhǔn)確的統(tǒng) 計，更是讓其他用戶承受不公平的影響。

參考文獻(xiàn)

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