計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統分析

李 進

（泰州供電公司，泰州 225300）

近年來，科學技術的不斷創新，在很大程度上推動了電力行業的深入發展，計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統在電力系統中的應用，憑借自身較高的準確度和及時性得到高度關注，因此逐漸成為電力研究工作中的一項重要課題。傳統的電力數據測量系統大多存在使用儀表多、不支持遠程數據傳輸以及不便組成監控系統等多方面缺陷，而本文研究的測量系統可以很好的解決這些問題。

1 計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統基本組成

1.1 變送器裝置

電力技術人員在進行計算機與網絡儀表電力數據實時測量系統構成過程中，一般需要加強對于系統基本組成等一系列設備的運用。變送器裝置是計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統基本組成單位之一，基于電力運行形式和電力運行實際需求的差異性，變送器裝置在整體系統內呈現出電流、電壓、有功功率、無功功率等諸多類型。在計算機與網絡儀表電力數據實時測量系統的構建工作中，變送器裝置的出現和運用，可以有效的將三相電流等電力數據轉換為標準的模擬信號，同時對其實施數據采集、運算以及后期的測量等等。為了更好的推動計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統測量作用任務的高效完成，保證系統應用測量結果的準確度，技術人員在具體的測量工作中需要加強對電力線路的靈活運用，充分發揮出系統反應快以及結構簡單等應用特征，從而獲得更為可觀的效益。

1.2 網絡儀表

在計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統中，網絡儀表作為基本的信息載體，可以借助光纜等一系列媒介，實現對測量結果的傳輸，從而有效保證用戶可以及時獲取不同種類的測量信息。與此同時，計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統中，網絡儀表一般包括微處理器，可以在系統工作運行過程中發揮出變換功能、保護功能以及測量功能。與傳統的數字式儀表相比，網絡測量儀表在系統運行中大多具有可記憶、可編程以及支持網絡通訊等功能。為了更好的實現網絡儀表在系統中的顯示以及輸入轉變功能，需要將網絡儀表中的電勢通過輸入回路轉換為電壓信號，在此基礎上傳入到放大單元中，這種操作方式可以實現輸入信號的最佳放大效果。

1.3 SWP巡檢儀

網絡儀表在計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統運行過程中，普遍具有單通道、雙通道以及多通道等諸多形式，其中多通道輸入網絡儀表屬于最為常見的一類儀表，而SWP巡檢儀在系統內部的運用，其作用主要體現在可以借助先進的器件和控制算法完成作業任務，同時有效提升計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統整體的安全性與運行穩定性。另一方面，SWP網絡儀表在系統中的運行過程，可以支持多機通訊，并且技術人員還可以靈活選擇通訊接口，SWP系列網絡儀表通過與各類串行打印機的相互連接，能夠進一步實現對測量數據的打印。

2 網絡儀表在系統內的工作原理與主要特點

2.1 網絡儀表在系統內的工作原理

本文研究的計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統，所用到的網絡儀表類型為SWP網絡儀表，該網絡儀表在系統內的工作原理可以從以下幾方面展開研究：第一，輸入轉換和顯示部分。網絡儀表在系統內部負責輸入轉換與顯示部分的工作原理，主要在于電壓或者電流等電力數據，在通過傳感器裝置轉換為標準信號（0～5V或者4～20mA）之后，與輸入儀表的接口進行連接，最終在CPU控制之下，使得輸入信號可以在輸入通道經由巡回輸入到放大單元。而CPU微處理器可以根據網絡儀表上事先設定的上下量程顯示范圍，對其進行合理的運算，并將最終的運算結果經由數據轉換之后在控制數碼管顯示；第二，模擬變送輸出部分。CPU微處理器在把運算之后的數字量經過數字/模擬（D/A）轉換電路轉換為對應的模擬量之后，即直流電流和直流電壓等等，最后順利輸出。一般情況下，模擬量的輸出范圍在1～5V，4～20mA之間，這一輸出范圍與DDZ╉Ⅱ型儀表相適應，0～5V，0～10mA的輸出范圍與DDZ╉Ⅰ型儀表相適應；第三，控制輸出部分。網絡儀表在控制輸出部分的工作原理，主要是借助微處理器將運算結果存在電可擦除存儲器內部，同時在其內部設定數據實施比較，并結合運算結果以及實際的控制輸出要求，輸出對應的控制信號；第四，網絡通訊部分。計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統中，網絡儀表可以與上位計算機串行通訊接口進行直接連接，從而組成較為簡單的數據采集監控系統。在這一過程中，一塊接口卡可以最多連接64臺網絡儀表，而具體的接口卡數量取決于上位計算機的擴展口。

2.2 網絡儀表在系統內的主要特點

在計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統中，網絡儀表主要是SWP網絡儀表，這類儀表不僅具備一般網絡儀表的基本特征，同時還具有自己獨特的應用優勢，通過對相關應用案例和文獻資料的分析，筆者將SWP網絡儀表在系統內的主要特征總結為以下兩個方面：第一，SWP網絡儀表向用戶開啟了包括輸入類型、輸出數據、運算方式以及通訊協議在內的一系列內部數據設定界面，同時這類網絡儀表具有一表多用的特征，可以進一步增加用戶的應用自主權。與傳統的網絡儀表相比，SWP網絡儀表突破了傳統網路儀表對于生產廠商過度依賴的限制，更加方便對系統實施的二次開發與利用[1]；第二，SWP網絡儀表支持多機通訊，并且可以選擇的通訊接口方式有很多種，比如：RS-485，RS-422等。通常情況下，SWP網絡儀表的通訊波特率保持在300bps～9600bps之間，SWP網絡儀表的內部數據可以根據具體的測量需要進行自由設定。此外，SWP網絡儀表可以與一系列帶串行輸入、輸出設備進行實時通訊，如電腦設備、可編程控制器以及PLC等，通過多臺SWP網絡儀表與上位計算機之間實施的聯網管理，從而形成完善的監控系統。

3 計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統應用實例

3.1 系統應用測量流程

本文研究的計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統，其應用測量流程如圖1所示。其中SWP網絡儀表型號為SWP-D80巡檢儀，該系統在某工廠的配電房應用過程中，需要安裝一臺SWP-D80智能巡檢儀裝置，以此來對工廠內部的三相交流電壓、電流等參數信息實施測量工作。計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統內部的變送器裝置，可以將交流電壓、電流這些數據分別轉換為標準信號（0～5V），同時將其作為SWP-D80巡檢儀八個輸入通道的輸入信號。在計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統的應用測量工作中，SWP-D80巡檢儀的1～8個輸入通道分別依次進行測量，其測量結果顯示為UAC、UBC、IA、IB、IC、COSH、P、Q，這些測量結果分別代表A-C線電壓值、B-C線電壓值、A相電流、B電流、C相電流、功率因數、有功功率以及無功功率幾種數據[2]。

SWP-D80巡檢儀在計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統測量工作中，需要完成以下步驟：第一，結合測量任務的具體要求，事先預設網絡儀表的參數數據，比如：合理設定網絡儀表的設備號以及通訊波特率等，從而有效保證網絡儀表可以與上位計算機通訊數據的測量精準度；第二，在上述操作完成之后，需要將計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統的每一個測量通道最大量程數值、最小量程數值、小數點位置、零點遷移值以及測量量程放大倍數等數據，設定為合適的數值。本文研究的計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統測量范圍在-1999～9999字，儀表設備號設定為DE=1，通訊波特率設定值=1200b/s。

圖1 電力數據實時測量系統測量流程圖

在實際的測量工作中，為了更好的提升計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統的測量工作質量與工作效率，推動我國電力行業的友好發展，相關技術人員與作業人員在進行計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統構建過程中，需要在提高對系統內部組成結構認識的基礎上，加深對系統內部各個組成部分功能與工作原理的了解。計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統主要是由變動器、網絡儀表以及SWP巡檢儀等幾個部分組成，通過對計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統網絡通訊以及軟件系統的深入研究，進一步探索計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統的構成與應用。在相關措施不斷落實到位的背景下，我國電力系統必然會實現持續穩定發展，從而更好的滿足現代社會電力資源的實際需求[3]。

3.2 各通道設置與顯示

計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統測量各個通道的設置與顯示，主要是針對UAC、IB展開的測量工作，對于其他數據的測量方法大致相同。

第一，對于通道1的測量，其測量結果顯示為UAC。其中相關數據設定為1SLL=0，1SLH=400.0，具體代表系統測量范圍在0～400.0V之間，而1SL1=1則代表系統測量讀數保留一位小數點，具體的測量結果顯示形式為XXX.X；1KKK=1則代表網絡儀表量程讀數為1倍數值，1-pb=0則代表該系統在測量工作中不需要進行零點遷移補償；

第二，本次測量儀表具有較為突出的校正功能，比如零點校正與增益校正等。其中零點校正主要是在系統全范圍內對量程初始值實施正遷移或者負遷移。增益校正主要是將系統的測量范圍進行合理的縮小或者放大，從而有效提升系統測量的準確度，其調整數據表示為nKKK。通過對系統進行的定期校正工作，可以有效調整nKKK與n-pb，進而對系統的測量值顯示誤差進行優化[4]。

第三，以通道3的測量為例，其測量結果顯示為IA。通道3的測量工作主要是針對電流開展的，系統要求的測量范圍在0～999.9A之間，因此3SLH的設定值為999.9，同時3SLL=0，測量結果中A相電流值為681.3A。

4 結束語

綜上所述，電力數據測量在電力系統中的研究工作，在電力系統應用、分析以及繼電保護等方面發揮著不可忽視的重要作用。本文研究的計算機與網絡儀表構成的電力數據實時測量系統，具有精準度高、測量范圍廣、便于維護、操作界面友好以及反映靈敏度高等一系列應用優勢，同時彌補了傳統數據測量系統無法聯網和不支持遠程監控等功能缺陷，因此具有較高的研究價值和廣闊的應用前景。