交流采樣原理實現(xiàn)和現(xiàn)場檢定注意事項

摘 要：現(xiàn)在交流采樣遠(yuǎn)動設(shè)備已經(jīng)在全國電力調(diào)度系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，對于設(shè)備運行維護(hù)、設(shè)備運前驗收等工作提供了幫助，遠(yuǎn)動采集數(shù)據(jù)的可靠性、精確性得到了切實保證，為全國各地區(qū)電網(wǎng)運行相關(guān)工作提供了服務(wù)和幫助。文章主要結(jié)合筆者工作經(jīng)驗，從不同角度針對交流采樣原理實現(xiàn)及現(xiàn)場檢定的相關(guān)問題進(jìn)行了分析和論述，希望可以為同行的研究提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：交流采樣原理；實現(xiàn)；現(xiàn)場檢定；注意事項

當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展速度非常快，隨著全國電網(wǎng)容量的快速擴大，整體電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都變得極為復(fù)雜，這種形勢下必須探索出實時監(jiān)控的技術(shù)，實現(xiàn)自動化監(jiān)控及調(diào)節(jié)，這一點對于電力系統(tǒng)相關(guān)工作的順利展開非常重要，而數(shù)據(jù)采集作為實時監(jiān)控工作中的關(guān)鍵所在，更是引起了越來越多人的關(guān)注。當(dāng)前全國范圍之內(nèi)都開始應(yīng)用遠(yuǎn)動設(shè)備加交流采樣的方式，為了加強各項采樣工作的精細(xì)化管理，保證遠(yuǎn)動采集數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性，更好的為地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)，有必要加強對交流采樣裝置的定期維護(hù)與檢定。

1 交流采樣原理概述

應(yīng)用交流采樣法時，需要嚴(yán)格遵循一些規(guī)定與要求采集被測信號的瞬時值，在此基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)數(shù)值算法進(jìn)行計算，這種采樣法和直流采樣法有明顯的不同，它可以利用軟件的部分功能來代替原來的硬件功能。測量的速度與準(zhǔn)確度直接決定了是否需要應(yīng)用交流采樣法，實際上交流采樣法之所以會造成誤差的出現(xiàn)，主要原因有兩方面，其一，應(yīng)用這種采樣法需要利用時間上離散的數(shù)據(jù)近似替代時間連續(xù)數(shù)據(jù)從而造成誤差的出現(xiàn)，具體來說誤差的出現(xiàn)主要由正弦信號周期中不同采樣點數(shù)造成的，其二，A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)直接決定了連續(xù)電壓與電流量化可能會產(chǎn)生量子化誤差。近年來信息技術(shù)水平快速提高，同時單片機、微型機的處理速度已經(jīng)非常高，高速A/D轉(zhuǎn)換器的種類非常多，且性價比非常好，這無疑為交流采樣法的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

2 交流采樣法原理的實現(xiàn)

2.1 微機交流采樣

微機監(jiān)測電量和傳統(tǒng)測量儀表方法相比精度更高、功能性更強，而且維護(hù)非常方便，總體來看花費成本比較低，所以近年來的應(yīng)用范圍比較廣。微機監(jiān)測交流電量中頻率F的測量非常簡單，選用母線電壓，通過過零比較器轉(zhuǎn)化成方波，之后計算出其周期，求得的倒數(shù)即為頻率。這種測量方法不僅操作較為簡單，同時工作中出現(xiàn)誤差的頻率也比較小，從近年來的工作實踐經(jīng)驗來看，測量精度超過0.1級。積分法和富氏算法是微機監(jiān)測交流電量算法中比較常見的兩種，其中積分法的出發(fā)點是連續(xù)周期信號有效值定義式與平均功率定義式，在這種測量方法中可以利用數(shù)值積分近似替代連續(xù)積分項；富氏算法主要利用離散采樣值，在此基礎(chǔ)上求得各次諧波分量，最后利用線性網(wǎng)絡(luò)疊加的方式獲得平均功率和有效值。

2.2 遠(yuǎn)端終端RTU

遠(yuǎn)端終端是指在發(fā)電廠或變電站安裝電網(wǎng)監(jiān)視與控制系統(tǒng)的一種遠(yuǎn)動裝置，簡稱為RTU，利用RTU可以對發(fā)電廠或變電站電力運行系統(tǒng)的模擬量和狀態(tài)量進(jìn)行采集，然后發(fā)給調(diào)度中心，由執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)給發(fā)電廠。隨著后來集成電路布線邏輯式遠(yuǎn)動終端產(chǎn)生以后，這種方式可以實現(xiàn)的功能明顯增多，到現(xiàn)在微型計算機開始應(yīng)用于遠(yuǎn)動終端，標(biāo)志著遠(yuǎn)動終端已經(jīng)發(fā)展到了一個嶄新的階段。新型遠(yuǎn)動終端是一個功能齊全、以微型計算機為核心的系統(tǒng)，其中硬件數(shù)據(jù)處理能力非常強，適應(yīng)性也非常強。

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)監(jiān)視的要求越來越高，遠(yuǎn)動終端的主要職責(zé)是采集電網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及相關(guān)執(zhí)行調(diào)度命令等，其作用也變得非常重要，在整個電力系統(tǒng)中需要由遠(yuǎn)動終端為其提供實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的真實性與可靠性均可以得到保證，完后有效落實相關(guān)控制與調(diào)節(jié)命令，充分保證電力系統(tǒng)運行的安全性與可靠性。

3 交流采樣現(xiàn)場檢定及相關(guān)注意事項

3.1 檢定方法

3.1.1 離線校驗

在RTU某測控單元中，輸入端與DK-34三相電源連接，然后進(jìn)行電壓、電流等加載，按測試功能鍵之后，屏幕中會顯示出有關(guān)有功功率及三相電壓等部分內(nèi)容，與此同時，RTU測控單元也會將以上電量顯示出來；對比二者顯示的數(shù)據(jù)就可以明確RTU的測量精度與誤差；改變相位、加載諧波或電流幅度值，對其RTU精度與誤差進(jìn)行觀察比較；在RTU另一測控單元輸入端接入DK-34三相電源，利用上述操作測得RTU其余測控單元精度與誤差。

3.1.2 在線校驗

改變DK-34的工作方式，使DK-34測試電路脫離內(nèi)部程控源；接入到RTU測控單元中的電壓（三相二次回路）與DK-34電壓輸入端連接，利用鉗表將電流與DK-34電流輸入端連接；按DK-34測試功能鍵，可以獲得三相電參數(shù)，這時比較其與RTU測控單元顯示值，即可得到RTU誤差。

3.1.3 自動校驗

直接利用RS232/RS485和RTU通訊轉(zhuǎn)發(fā)器連接；利用DL451-91、101、103等規(guī)約實現(xiàn)通訊，通過公司內(nèi)部通訊規(guī)約實現(xiàn)計算機和DK-34之間的通訊；由DK-34供給RTU測控單元供電；通過本公司提供的軟件操作平臺實現(xiàn)自動校驗的整個過程。

3.2 相關(guān)注意事項

與此同時，檢定過程中還需要注意測控裝置參數(shù)的設(shè)置。比如在特高壓廊坊1000kV變電站基建調(diào)試的實踐工作中，利用NSD500V測控裝置（南瑞科技生產(chǎn)）進(jìn)行現(xiàn)場檢定時，由于設(shè)置電流電壓變化死區(qū)、功率變化死區(qū)、功率因數(shù)變化死區(qū)、頻率變化死區(qū)不當(dāng)過程中存在不當(dāng)之處，使檢定結(jié)果出現(xiàn)了較大偏差，經(jīng)校正后得到了正確的結(jié)論。

4 結(jié)束語

綜上所述，在電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中交流采樣測控裝置是一項非常重要的設(shè)備，其測量正確性、精確性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。在現(xiàn)場檢定過程中，應(yīng)做到仔細(xì)閱讀生產(chǎn)廠家技術(shù)文件，并注意核對參數(shù)設(shè)置是否合理，保證在國家電網(wǎng)公司交流采樣校驗規(guī)范指導(dǎo)下進(jìn)行相關(guān)操作，務(wù)必使現(xiàn)場檢定得到正確的結(jié)論，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供有效保證。

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作者簡介：孫福興（1972，08-），男，籍貫：北京市，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：電測技術(shù)。