交流采樣原理實現和現場檢定注意事項

摘 要：現在交流采樣遠動設備已經在全國電力調度系統中得到了廣泛應用，對于設備運行維護、設備運前驗收等工作提供了幫助，遠動采集數據的可靠性、精確性得到了切實保證，為全國各地區電網運行相關工作提供了服務和幫助。文章主要結合筆者工作經驗，從不同角度針對交流采樣原理實現及現場檢定的相關問題進行了分析和論述，希望可以為同行的研究提供一些幫助。

關鍵詞：交流采樣原理；實現；現場檢定；注意事項

當前電力系統發展速度非常快，隨著全國電網容量的快速擴大，整體電力系統結構都變得極為復雜，這種形勢下必須探索出實時監控的技術，實現自動化監控及調節，這一點對于電力系統相關工作的順利展開非常重要，而數據采集作為實時監控工作中的關鍵所在，更是引起了越來越多人的關注。當前全國范圍之內都開始應用遠動設備加交流采樣的方式，為了加強各項采樣工作的精細化管理，保證遠動采集數據的可靠性與準確性，更好的為地區經濟服務，有必要加強對交流采樣裝置的定期維護與檢定。

1 交流采樣原理概述

應用交流采樣法時，需要嚴格遵循一些規定與要求采集被測信號的瞬時值，在此基礎上選擇相應數值算法進行計算，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。測量的速度與準確度直接決定了是否需要應用交流采樣法，實際上交流采樣法之所以會造成誤差的出現，主要原因有兩方面，其一，應用這種采樣法需要利用時間上離散的數據近似替代時間連續數據從而造成誤差的出現，具體來說誤差的出現主要由正弦信號周期中不同采樣點數造成的，其二，A/D轉換器位數直接決定了連續電壓與電流量化可能會產生量子化誤差。近年來信息技術水平快速提高，同時單片機、微型機的處理速度已經非常高，高速A/D轉換器的種類非常多，且性價比非常好，這無疑為交流采樣法的應用奠定了重要基礎。

2 交流采樣法原理的實現

2.1 微機交流采樣

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

2.2 遠端終端RTU

遠端終端是指在發電廠或變電站安裝電網監視與控制系統的一種遠動裝置，簡稱為RTU，利用RTU可以對發電廠或變電站電力運行系統的模擬量和狀態量進行采集，然后發給調度中心，由執行調度中心發給發電廠。隨著后來集成電路布線邏輯式遠動終端產生以后，這種方式可以實現的功能明顯增多，到現在微型計算機開始應用于遠動終端，標志著遠動終端已經發展到了一個嶄新的階段。新型遠動終端是一個功能齊全、以微型計算機為核心的系統，其中硬件數據處理能力非常強，適應性也非常強。

隨著電力系統的快速發展，對電網監視的要求越來越高，遠動終端的主要職責是采集電網運行過程中產生的數據以及相關執行調度命令等，其作用也變得非常重要，在整個電力系統中需要由遠動終端為其提供實時數據，數據的真實性與可靠性均可以得到保證，完后有效落實相關控制與調節命令，充分保證電力系統運行的安全性與可靠性。

3 交流采樣現場檢定及相關注意事項

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有功功率及三相電壓等部分內容，與此同時，RTU測控單元也會將以上電量顯示出來；對比二者顯示的數據就可以明確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，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通訊轉發器連接；利用DL451-91、101、103等規約實現通訊，通過公司內部通訊規約實現計算機和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自動校驗的整個過程。

3.2 相關注意事項

與此同時，檢定過程中還需要注意測控裝置參數的設置。比如在特高壓廊坊1000kV變電站基建調試的實踐工作中，利用NSD500V測控裝置（南瑞科技生產）進行現場檢定時，由于設置電流電壓變化死區、功率變化死區、功率因數變化死區、頻率變化死區不當過程中存在不當之處，使檢定結果出現了較大偏差，經校正后得到了正確的結論。

4 結束語

綜上所述，在電網自動化系統中交流采樣測控裝置是一項非常重要的設備，其測量正確性、精確性直接關系到電網的安全穩定運行。在現場檢定過程中，應做到仔細閱讀生產廠家技術文件，并注意核對參數設置是否合理，保證在國家電網公司交流采樣校驗規范指導下進行相關操作，務必使現場檢定得到正確的結論，為電網安全穩定運行提供有效保證。

參考文獻

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作者簡介：孫福興（1972，08-），男，籍貫：北京市，現職稱：助理工程師，學歷：大專，研究方向：電測技術。