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        交流采樣測量裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

        2014-03-06 11:42:48敬素梅
        機電信息 2014年36期
        關(guān)鍵詞:規(guī)約校驗誤差

        敬素梅

        (黃河電力檢修工程有限公司,青海 西寧810016)

        0 引言

        隨著我國電力企業(yè)電網(wǎng)管理能力進一步提高,交流采樣測量裝置的工作范圍不斷擴大,其已成為現(xiàn)階段進行電網(wǎng)測量的重要設(shè)備,并在有功功率測量、無功功率測量與電壓測量等方面發(fā)揮著突出作用。從性能方面來看,交流采樣裝置屬于測量模塊,是電力參數(shù)計量儀器。交流采樣測量裝置不同于傳統(tǒng)的變送器,不具備獨立性能。實踐發(fā)現(xiàn),通過采集裝置收集電網(wǎng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)并進行計算,可有效計算出電壓、有功功率等數(shù)值,具有數(shù)據(jù)準確度高的特點。本文從交流采樣測量裝置的原理出發(fā),對其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用作簡要討論。

        1 交流采樣測量裝置基本原理

        在系統(tǒng)運行過程中,測量設(shè)備通過交流采樣方式以一定比例對交流信號過程中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,并通過計算得出最終數(shù)據(jù),以軟件分析代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬件統(tǒng)計是交流采樣技術(shù)的基本特點。

        交流采樣由一條階梯狀曲線取代一條光滑線,其誤差原理為:(1)將連續(xù)采樣獲得的電壓進行量化處理,產(chǎn)生量化誤差;(2)以時間離散型數(shù)據(jù)取代時間的連續(xù)性數(shù)據(jù),取代過程中產(chǎn)生誤差[1]。這種誤差受正弦信號周期采樣點的數(shù)量決定,取決于CPU處理時間與A/D轉(zhuǎn)換器運轉(zhuǎn)功率。從電力運行特點來看,連續(xù)性周期交變電壓U的計算公式為:

        式中,u(t)為電壓瞬間值;T為信號周期。

        在現(xiàn)實計算中,交流采樣法主要包括3種方法,即準同步采樣法、非同步采樣法與同步采樣法。上述3種方法在采樣中各有優(yōu)缺點,以同步采樣法為例,其有2種實現(xiàn)方式,分別是硬件同步采樣與軟件同步采樣,但在采樣過程中,采樣周期無法實現(xiàn)與被測量單位同步,導(dǎo)致測量結(jié)果被復(fù)查[2]。

        從理論上講,采樣頻次越高,所得的數(shù)據(jù)越準確,然而在實際操作過程中,采樣頻率會受到各種外界條件干擾,所能采集的樣本數(shù)據(jù)只能被確定在較小范圍內(nèi)。交流采樣將所收集數(shù)據(jù)統(tǒng)一交給調(diào)度室,并在調(diào)度室內(nèi)完成計算?,F(xiàn)階段常用于交流采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)約分別為101規(guī)約與CDT規(guī)約。但由于現(xiàn)階段各個交流采樣測量裝置制作廠商規(guī)約型號較混亂,導(dǎo)致同一型號的設(shè)備之間也存在明顯差異。

        2 交流采樣測量裝置校驗

        根據(jù)現(xiàn)階段的《交流采樣測量裝置校驗規(guī)范》與《交流采樣測量裝置校驗指導(dǎo)書》,將采樣周期劃分為周期校驗與投運前校驗,對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析,具體結(jié)果如下:周期校驗項目:外觀檢查、絕緣電阻測量、基本誤差校正。投運前校驗項目:外觀檢查、絕緣電阻測量、基本誤差校正、輸入量變化引起的改變量測量、不穩(wěn)定電流對無功功率引起的改變量測量。

        由上可知,周期校驗項目與投運前校驗項目存在明顯不同,投運前校驗項目所包含的測量范圍更廣,所涉及的公式運算數(shù)目更多,為保證能完整地將相關(guān)數(shù)據(jù)進行輸出,就要進一步約束校驗裝置。雖然現(xiàn)階段校驗裝置正處于不斷完善之中,其功能輸出能滿足電網(wǎng)功率校正需要,但其中存在的一些問題導(dǎo)致校驗過程受阻,如校驗結(jié)果不規(guī)范等[3]。

        3 交流采樣測量裝置在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

        3.1 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

        現(xiàn)階段,交流采樣系統(tǒng)已在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,各個電力企業(yè)都建立了相應(yīng)的虛擬儀表,用于監(jiān)控各種形式下多種電力輸出數(shù)據(jù),交流采樣成為現(xiàn)代電網(wǎng)智能化運行中不可缺少的一部分。

        交流采樣測量裝置因具有穩(wěn)定可靠、計算精準等優(yōu)點得到當前社會一致好評,這種測量方式同樣在其他生產(chǎn)單位得到廣泛應(yīng)用。其電壓等級已由傳統(tǒng)的500kV大型變電站發(fā)展為35kV無人變電站,在近幾年變電站改造、建設(shè)過程中,已有超過87%的變電站采用了交流采樣裝置,指針式測量儀器與變送儀器基本上被淘汰。

        在今后實際生產(chǎn)中應(yīng)用交流采樣測量裝置必須要考慮以下問題:(1)硬件設(shè)備是否可靠[4];(2)軟件運算處理功能能否滿足數(shù)據(jù)運算需要。

        3.2 在現(xiàn)場校驗中的應(yīng)用

        現(xiàn)場校驗是交流采樣裝置應(yīng)用的關(guān)鍵,通過現(xiàn)場校驗可進一步提高數(shù)據(jù)準確性,本文認為,在現(xiàn)場校驗中應(yīng)用交流采樣測量技術(shù),必須注意以下問題:

        3.2.1 不同型號下的通信規(guī)約

        根據(jù)不同電力企業(yè)電力管理需要,交流采樣過程涉及多種通信規(guī)約,除上文中所提到的101規(guī)約與CDT規(guī)約之外,還包括1801、DISA等多種類型。由于不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)方式存在差異,導(dǎo)致同一種規(guī)約在操作使用、運行管理中存在不同,增加了檢驗難度。對于生產(chǎn)人員而言,必須嚴格掌握通信規(guī)約操作特點,根據(jù)報文了解相關(guān)含義,實現(xiàn)靈活運用各種規(guī)約計算方法。

        3.2.2 通信口連接管理

        現(xiàn)階段大部分交流采樣裝置未設(shè)置專門與外界進行連接的檢驗接口。因此在進行現(xiàn)場檢驗時,可通過斷開交流采樣裝置的方式對各種通信口的數(shù)據(jù)進行讀取。常見的通信接口主要有 RS-485與 RS-232,網(wǎng)絡(luò)接口有 RJ-45、USB 等[5],工作人員必須根據(jù)不同工作需要,利用各種接口獲得更好的數(shù)據(jù)接收效果,例如,通過RS-232轉(zhuǎn)接到USB等。

        3.2.3 裝置現(xiàn)場校準

        若在采樣過程中,數(shù)據(jù)出現(xiàn)基本誤差對比明顯的現(xiàn)象,需要對各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一校準。受生產(chǎn)方式的影響,同一種型號下的規(guī)約存在差異,導(dǎo)致校準方法、軟件結(jié)構(gòu)之間也存在差異。部分差異可通過硬件設(shè)施進行校準,如天億公司生產(chǎn)的DMP300等。然而在實際工作中,更多數(shù)據(jù)是通過軟件進行校準。因此,工作人員在校準時,必須要詳細掌握校準方法;若校準期間校準方法出現(xiàn)變動,必須要對數(shù)據(jù)進行備份,確保備份無誤后再開始二次校準;若校準過程中對軟件進行修改,則必須卸載軟件后并重新安裝軟件。

        3.2.4 不同采樣裝置與現(xiàn)場校驗的配合

        部分生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中,會在原產(chǎn)品上增添不同功能,例如增加指示功能,要求在進行一次判斷后才能在合閘位置進行采樣;而部分要求在關(guān)閉電源后才能進行采樣。因此對于工作人員來說,必須仔細閱讀操作說明書,在現(xiàn)場校驗時,針對不同設(shè)備采取不同的檢測方法。

        部分應(yīng)用在發(fā)電廠站頂端的間隔層會設(shè)置交流采樣測量裝置,而在功能劃分中主要由繼電保護系統(tǒng)和測量系統(tǒng)共用。因此在裝置現(xiàn)場校驗過程中,必須與其他科室的工作人員進行配合。在檢修運行裝置時,要充分考慮各種防護措施與注意事項,例如是否需要退出相關(guān)的保護壓板等,在做好安全措施后,才可進行交流采樣測量裝置現(xiàn)場校驗工作。

        4 結(jié)語

        本文對交流采樣測量裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用作簡要分析。從功能上來看,交流采樣測量裝置屬于一種成熟的電網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊,但在實際應(yīng)用過程中,卻存在多種問題。因此在進行現(xiàn)場校驗過程中,必須詳細掌握不同規(guī)約的操作特點與運行規(guī)律,結(jié)合本電力企業(yè)的工作要求,不斷改進應(yīng)用形式,進一步提高模塊應(yīng)用能力。同時,在裝置現(xiàn)場,必須仔細分析外部環(huán)境對檢驗效果的影響,保證模塊平穩(wěn)運行。

        [1]張靜.交流采樣測量裝置現(xiàn)場校驗有關(guān)問題的探討[J].浙江電力,2012(9)

        [2]姜建國,喬樹通,郜登科.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化,2014(3)

        [3]范景哲,韓日滔,李玲芬,等.淺析交流采樣測量裝置的選用與誤差測試[J].中小企業(yè)管理與科技,2014(13)

        [4]丁明,陳忠,蘇建徽,等.可再生能源發(fā)電中的電池儲能系統(tǒng)綜述[J].電力系統(tǒng)自動化,2013(1)

        [5]湯廣福,賀之淵,龐輝.柔性直流輸電工程技術(shù)研究、應(yīng)用及發(fā)展[J].電力系統(tǒng)自動化,2013(15)

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