電子式互感器采集單元可靠性分析及設計

閔濤

摘 要：電子式互感器采集單元的一些重要原件在使用過程中往往會出現一些不可預料的故障問題，文章專門針對這些故障問題進行了分析，將電子式互感器采集單元中的電源與兼容模式的質量和規格要求精細化，最大程度的提升系統問題解決方案的可靠度。再進行故障分析中，互感器采集單元中的硬件故障也會一定程度上導致整個流程的穩定，嚴重時導致軟件出現局部癱瘓的情況，文章針對這些問題引用了數據處理雙回路的模擬實驗方案，這樣就會最大程度的避免故障的出現。這一方案大大提升了電子式互感器采集單元的使用質量，從而將加快了電子式互感器采集單元在工程中的應用，解決了很多棘手的技術問題。

關鍵詞：電子式互感器;采集單元;設備使用壽命;互感器使用質量;雙回路數據處理

引言

電子式互感器的正常穩定運行，能夠最大程度的測量和保護所要測量數據，給后續的重要環節提供保障性工作。電子式互感器運行故障中出現頻率最高的就是采集單元故障問題。而采集單元放置位置的不同就改變了電子式互感器的運行原理，可見這一單元在整個互感器中所起到的重要作用。

一、采集單元的可靠性探析

1.1硬件的可靠性分析

硬件主要是由眾多的元器件組成，因此硬件的可靠性首先受到各個元器件自身質量及拼接質量的可靠性的影響。其中分析發現，元器件的電解電容問題最容易影響到整個采集單元的可靠性。還要注意的是這一分析還是在整個設備在正常運行的情況下進行的，而在實際情況中采集單元在運行時往往會面臨極為惡劣的運行環境，電磁兼容等問題也會高頻下、出現。可見，必須提高硬件的電磁兼容的能力和設計出更多能夠使用壽命更長的電器元件，才能夠從根本上提高采集單元硬件的可靠性。

1.2軟件的可靠性分析

影響軟件可靠性的成因往往更加瑣碎，因此需要工作人員更加仔細認真的工作。再進行故障分析中用戶的需求調查時沒有如實記錄，采取的應對方案由技術漏洞，在程序運行過程中輸入錯誤的技術指令，使用的流程不符合相關部門的要求，運行過程中終斷指令等等，這些技術和人為上的錯誤都是影響軟禁可靠性的重要成因。研究故障一旦出現，就會給后面的采集單元輸出錯誤的指令，導致采集單元電力系統錯誤運動，出現不可逆的流程故障。

二、采集單元硬件及軟件的可靠性設計

2.1 采集單元的硬件可靠性設計

經過仔細的研究討論，我們發現提高采集單元硬件的可靠性主要是從這些方面來做的。其中提高電磁兼容性，最大程度的能夠不受各種不利因素的影響，這一方面是首先要重視并加以提高的;其次就是保障設備出現故障的概率處于一個較低的水準，從而最大程度的降低設備因為設備故障所造成各方面的損失。

如何提升電磁的兼容性就成了技術人員主要關注的一個部分。電子式互感器采集單元的安裝位置如果靠近某一側，這一側系統所產生的電磁就會嚴重的去干擾設備的正常運行，導致超出所標設的電磁兼容的標準水平，造成后面環節出現故障。干擾度一旦超出范圍就會立刻使得元器件出現破損，這時就要進行浪涌抗干擾度的試驗，試驗出設備在運行過程中所要達到的最佳電磁兼容能力。

提升電器元件的使用壽命也是必須進行設計改革的一部分。互感器的使用壽命要想使用壽命達到國家給出的標準數值，就必須要從整體上提高采集單元這一短板元件的技術水平，電子元件的使用壽命首先要有所提升。電子元件在運行過程中的電解電容的極限使用溫度要精確試驗，并要找出最佳的運行溫度，也可以設計出使用溫度更廣闊的電解電容，從這兩方面提高采集單元正常情況下的使用壽命。還可以運用一些可以降低設備溫度的方案，采用那些消耗功率更低產熱更少的電氣設備，提供能夠有效降溫的運行空間，還可以更換轉換效率更佳的電源設備。

2.2 采集單元的軟件可靠性設計

研究發現采集單元的硬件與軟件是共生的關系，其中，軟件主要受到硬件的影響，依附于它。在進行軟件的設計研究時，將采集單元的硬件設計方案放到軟件的設計中去，能夠最大程度的減弱采集單元實用性低的情況出現，還可以避免出現軟件設備中某些元器件出現誤動現象。

當前國內最常用的數字輸出方案是曼徹斯特編碼串行傳輸，它具有簡單易行，數據傳輸可靠，還能夠將數據合并單元等一系列的優勢。

其中，軟件雙冗余可有效地解決電器元件的誤動問題。通過進行軟件的優化設計將資源最優化使用，滿足整個運行的規定。可一定程度的避免出現程序運行時出現因約束條件的限制而出現的邏輯問題，還能夠保障一些重要環節在實現翻轉時不出現邏輯失誤，這樣一來就會大范圍的保障設備運行環節不出現保護誤動，從而就可以優化采集單元的可靠性，保障互感器的正常使用壽命。

此外，雙電源自檢解耦也是所要研究設計的重要環節。電源異常會影響到整個流程的運行效率，長此以往就會大大降低采集單元的使用可靠性，降低互感器的使用壽命。可以采用國際上選用的監視裝置電源的方法，通過研究數據最大程度的實現公共電器資源的解耦。通過設備的檢測技術，一旦一側電源出現標準值的偏差，就會彈出采樣值的質量不符合標準，能夠最大程度的避免出現因采集單元的電源回路出現問題而導致的誤動故障。

三、結束語

電子互感器的普及發展是當今智能網絡發展的必然選擇。而研究發現，電子式互感器在發展過程中，采集單元的可靠性較低嚴重影響到互感器的正常運行及發展，采集單元運行中某一元器件出現不可逆的誤動故障是當前研究的一大難題，雖然有所緩解但是仍然具有很大的隱患，是整個電力系統運行中著重研究并根本解決的問題。但是，通過對采集單元進行改造后的可靠性試驗，發現很大程度上改善的采集單元硬件及軟件的技術可靠性，給后續的環節提供了保障性工作。相信經過不斷地研究改革，一定會從根本上解決采集單元的可靠性問題，真正的提高互感器的使用質量及使用的壽命，推動我國的互感器技術發展。

參考文獻

[1]閆志輝，宋一丁，郭震，王曉鋒.電子式互感器采集單元可靠性分析及設計[J].自動化儀表，2019，40（09）：8-13.