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）