張麗紅 吳函

摘 要：隨著世界經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，電力的使用也是越來(lái)越廣泛。電力采集系統(tǒng)的準(zhǔn)確度則是比較重要的，電力采集系統(tǒng)出 現(xiàn)數(shù)據(jù)故障就是電力發(fā)展中的弊端。所以相關(guān)部門(mén)要想辦法來(lái)排除電力采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的故障來(lái)使得電力充分地被利用。生活 中有的人為減少自家的用電量，則鉆電力采集系統(tǒng)的漏洞，想辦法使自己家的電表上的數(shù)據(jù)減少一點(diǎn)，這時(shí)相關(guān)部門(mén)得來(lái)的 這些數(shù)據(jù)就是不準(zhǔn)確的，這也造成了社會(huì)生活中的不公平，也為電力數(shù)據(jù)的采集帶來(lái)了一定的弊端。

關(guān)鍵詞：電力采集系統(tǒng)；采集時(shí)刻精度；系統(tǒng)故障分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）19-0113-01

電力在人們生活中的廣泛應(yīng)用，為了方便對(duì)千家萬(wàn)戶用戶用電

情況的統(tǒng)計(jì)，便出現(xiàn)了電力采集系統(tǒng)。

1 電力采集系統(tǒng)的具體介紹

首先，從電能表方面進(jìn)行分析，電能表是通過(guò) RS-485 口上傳

至采集器，數(shù)據(jù)可凍結(jié)供工人集抄，也可網(wǎng)絡(luò)上傳集中器，可多種 通信方式傳輸?shù)较到y(tǒng)的主站完成采集功能。其次，采集器則是微處 理器控制的職能設(shè)備，是本集抄系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。其作用是采 集多個(gè)表計(jì)的電脈沖信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息記錄保存，故稱(chēng) 數(shù)據(jù)采集器簡(jiǎn)稱(chēng)采集器。在系統(tǒng)中，它通過(guò) RS-485 通信電纜或 220V 電力線載波與集中器通信。接收集中器發(fā)來(lái)的各種命令，向集 中器傳送所記錄的用戶表計(jì)數(shù)據(jù)及狀態(tài)。采集器還可通過(guò)紅外通訊 接口，在現(xiàn)場(chǎng)與手抄器通信，接受手抄器發(fā)出的各種命令，傳送采 集器所記錄的各種數(shù)據(jù)。采集器采用 EEPROM 組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元， 采用最新時(shí)鐘芯片。

2 提高電力采集系統(tǒng)故障時(shí)刻精度的方法

2.1 關(guān)于電力系統(tǒng)故障的分析

電力采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，記錄過(guò)程中，故障數(shù)據(jù)以暫態(tài)數(shù)據(jù)交換通

用格式記錄。故障時(shí)刻之間為穩(wěn)定數(shù)據(jù)，故障時(shí)刻之后為暫態(tài)數(shù)據(jù)。 若不考慮不同故障類(lèi)型對(duì)采樣系統(tǒng)特性的影響以及 GPS 同步影響 精度，采樣系統(tǒng)電氣傳輸特性引入相移與采樣頻率為影響原始數(shù)據(jù) 的故障時(shí)刻精度的主要因素。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓和頻率 由穩(wěn)定轉(zhuǎn)向劇烈變化的不穩(wěn)定狀態(tài)。電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)改變過(guò)程 一般要經(jīng)歷一個(gè)過(guò)度狀態(tài)，從一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程叫暫態(tài) 過(guò)程。暫態(tài)可以分為電磁暫態(tài)和機(jī)電暫態(tài)。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 故障信號(hào)成分很復(fù)雜。在實(shí)際保護(hù)的故障信號(hào)分析中，所用信號(hào)的 時(shí)間區(qū)段很短。

短路對(duì)電力系統(tǒng)的危害。（1）短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電 氣設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時(shí)，由于短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常 運(yùn)行和電氣設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電問(wèn)路 的阻抗減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程，使短路時(shí)線路中的短路電 流值大大增加，可能超過(guò)該電路的額定電流許多倍。短路點(diǎn) 距發(fā)電 機(jī)的電氣距離愈近（即阻抗愈?。?，短路電流愈大。例如么發(fā)電機(jī)端 發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)定子回路的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)發(fā)電 機(jī)額定電流 10―15 倍。在大容量的系統(tǒng)中短路電流可達(dá)幾萬(wàn)甚至 幾十萬(wàn)安培。短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備。短路電流通過(guò)電 氣設(shè)備導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞。另一方面， 導(dǎo)體也受到很大電動(dòng)力的沖擊，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。因此，各 種電氣設(shè)備應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定度和機(jī)械穩(wěn)定度（或稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定度），使 電氣設(shè)備在通過(guò)最大可能的短路電流時(shí)不致?lián)p壞。（2）短路會(huì)引起 網(wǎng)絡(luò)中電壓降低 短路還會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降低，特別是靠近短路點(diǎn) 處電壓下降很最多，結(jié)果可能使部分用戶的供電受到破壞。（3）可 能引起并列遠(yuǎn)行的發(fā)電機(jī)失去同步系統(tǒng)中發(fā)生短路相當(dāng)于改變了網(wǎng) 絡(luò)的結(jié)構(gòu)，必然引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機(jī)輸出功率也相 應(yīng)地變化。因而當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸入功率大。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，時(shí)刻精度將不準(zhǔn)確，有些人還會(huì)利用 這一點(diǎn)，做出一些不太合適的偷電，漏電的行為。所以我們必須分 析出一些提高電力采集系統(tǒng)故障時(shí)刻精度的方法，從而使得電力的 管理發(fā)展更加的完善。

2.2 對(duì)于采集時(shí)刻精度進(jìn)行的分析

電量的數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，而交流采樣實(shí)時(shí)性

好、相位失真 小、投資少、便于維護(hù)，因此越來(lái)越受到人們的重視。 特別是隨著計(jì)算機(jī)和集成電路 技術(shù)的發(fā)展，交流采樣原有的困難如 算法復(fù)雜、提高精度難、對(duì) A/D 的速度要求高等已逐步得到克服，

所以它呈現(xiàn)出取代直流采樣的趨勢(shì)。為此，介紹電力系統(tǒng)中常用的 交流采樣算法，分析其特點(diǎn)，以便正確選擇其使用場(chǎng)合。關(guān)鍵詞電 力系統(tǒng)交流采樣算法 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力網(wǎng)容量不斷增 大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度的自動(dòng)化就顯得十 分重要，而數(shù)據(jù)采集又是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，尤其是如何準(zhǔn)確、 快速地采集系統(tǒng)中的各個(gè)模擬電量，一直是電力工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。

根據(jù)采樣信號(hào)的不同，可分為直流采樣和交流采樣兩大類(lèi)。直流采 樣是把交流電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為 0～5V 的直流電壓，這種方法的 主要優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，便于濾波，但投資較大，維護(hù)復(fù)雜，無(wú)法實(shí) 現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)采集，因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制。交流采樣是 把交流量轉(zhuǎn)化為±5V（或 0～5V）的交流電壓進(jìn)行采集，主要優(yōu)點(diǎn) 是實(shí)時(shí)性好，相位失真小，投資少、便于維護(hù)；其缺點(diǎn)是算法復(fù)雜， 精度難以提高，對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換速度要求較高。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，

交流采樣以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，有逐步取代直流采樣的趨勢(shì)。交 流采樣的應(yīng)用范圍非常廣泛，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，其算法也有很多 種，按照其模型函數(shù)，大致可分為正弦模型算法，非正弦周期模型 算法。其中正弦模型算法主要有最大值算法、單點(diǎn)算法、半周期積 分法、兩點(diǎn)采樣等；非正弦模型算法有均方根算法、付里葉算法等， 各種算法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也不相同。

2.3 分析提高精度的方法

要使得測(cè)量的精度得到提高，首先我們可以提高測(cè)量?jī)x器的精

確度。儀器的精準(zhǔn)對(duì)于數(shù)據(jù)的測(cè)量必然是有一定的影響，可以適量 的提高電力測(cè)量得來(lái)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度是表征測(cè)量?jī)x 器品質(zhì)和特性的最主要的性能，因?yàn)槿魏螠y(cè)量?jī)x器的目的就是為了 得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果，實(shí)質(zhì)就是要求示值更接近于真值。有的 測(cè)量?jī)x器沒(méi)有準(zhǔn)確度等級(jí)指標(biāo)，則測(cè)量?jī)x器示值接近于真值的響應(yīng) 能力就是用測(cè)量?jī)x器允許的示值誤差來(lái)表述，因?yàn)闇y(cè)量?jī)x器的示值 誤差就是指在規(guī)定條件下測(cè)量?jī)x器示值與對(duì)應(yīng)輸入量的真值之差， 這和測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度定義概念是完全相對(duì)應(yīng)的，如長(zhǎng)度用半徑樣板，

它就是以名義半徑尺寸來(lái)規(guī)定其允許的工作尺寸偏差值來(lái)確定其準(zhǔn) 確度。然后相關(guān)工作人員在測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)關(guān)注，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不 穩(wěn)定不屬實(shí)或者不配套的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高注意，可以進(jìn)行進(jìn)一步 的分析，看看到底是為何得到了這樣的結(jié)果，以保證得來(lái)的數(shù)據(jù)的 精度得到相應(yīng)的提高。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代人對(duì)電能的依賴越來(lái)越嚴(yán)重，各種各樣的家用電器開(kāi)關(guān)都在等

著電力來(lái)進(jìn)行啟動(dòng)，這也使得許多家庭在電能上消耗的費(fèi)用越來(lái)越 多，許多人為了減少在電費(fèi)上的開(kāi)支，就在電力采集系統(tǒng)上動(dòng)起了 歪心思，這樣的做法不僅不利于電力部門(mén)對(duì)電力的消耗做準(zhǔn)確的統(tǒng) 計(jì)，更是讓其他用戶承受不公平的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 江道灼，申屠剛，李海翔，吳志力，楊貴玉.基礎(chǔ)信息 的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化在智能電網(wǎng)建設(shè)中的作用與意義[J].電

力系統(tǒng)自動(dòng)化.2009（20）

[2] 胡學(xué)浩.智能電網(wǎng)――未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].電網(wǎng)技 術(shù).2009（14）.

[3] 陳盛，李敏.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 供用電，2011（04）