在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

（Yangquan Power Supply Company，Yangquan 045000，China）

摘要： 通過(guò)對(duì)電能量的流向分析實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。在日常工作的長(zhǎng)期積累中，通過(guò)對(duì)大量實(shí)踐數(shù)據(jù)的整理，認(rèn)識(shí)到電能計(jì)量裝置的計(jì)量誤差充分而細(xì)致地體現(xiàn)在電能量的變化上。實(shí)踐證明，通過(guò)監(jiān)測(cè)變電站的三大平衡可以有效地對(duì)變電站電能計(jì)量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)方在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式對(duì)電能量運(yùn)行曲線(xiàn)進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量裝置的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)的精細(xì)化、實(shí)用化，為智能電網(wǎng)中的計(jì)量發(fā)展提供新的思路。

Abstract: On-line monitoring of electrical energy metering device is realized by analyzing the energy flows. Through the collation of a great deal of practical data in the long-term accumulation of the daily work, this paper recognizes that the measurement error of electric energy metering device reflects on the changes in the electric energy in detail. Practice has proved that remote on-line monitoring of the substation electricity metering device can be realized effectively by monitoring the three balance of substations. Analyzing the electrical energy curve combined with the actual operation mode of the network, can realize on-line monitoring of metering device to achieve the refinement and practicality of remote measurement data, providing new ideas for metering development in smart grid.

關(guān)鍵詞 ： 電能計(jì)量裝置；電量平衡；在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

Key words: electric energy metering device；energy balance；on-line monitoring

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-4311（2015）06-0045-02

0 引言

電能是國(guó)民生產(chǎn)的重要能源之一，準(zhǔn)確計(jì)量電能量，對(duì)于電能的供應(yīng)和消耗有著重要意義。在經(jīng)濟(jì)改革的今天，電能計(jì)量秤桿子的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系著供用電雙方的經(jīng)濟(jì)利益。所以，我們應(yīng)該最大限度地公正合理計(jì)量，減少計(jì)量誤差。電能計(jì)量裝置包括電能表、互感器、二次接線(xiàn)三部分，其誤差亦由這三部分的誤差組成，統(tǒng)稱(chēng)為綜合誤差。在遠(yuǎn)方監(jiān)控計(jì)量裝置的實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，計(jì)量裝置誤差的變化充分體現(xiàn)在電能量的變化上，通過(guò)對(duì)電能量運(yùn)行曲線(xiàn)的分析，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理問(wèn)題，且處理計(jì)量異常故障時(shí)，依據(jù)準(zhǔn)確，充分體現(xiàn)了計(jì)量工作“公平、公正、公開(kāi)”的原則。

1 變電站電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

變電站是整個(gè)電網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，要求進(jìn)出它的電量達(dá)到平衡，也就是說(shuō)變電站進(jìn)出電量和在理想狀態(tài)下要達(dá)到零。變電站電能計(jì)量裝置計(jì)量著站內(nèi)每一線(xiàn)路的進(jìn)出電量，站內(nèi)的電能計(jì)量裝置要求精確計(jì)量，從而準(zhǔn)確監(jiān)控變電站電能量這一運(yùn)行指標(biāo)。

變電站的運(yùn)行情況怎樣，是通過(guò)它的運(yùn)行指標(biāo)來(lái)反映的，這些指標(biāo)有電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等等。通常變電運(yùn)行更側(cè)重于電流、電壓等一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，電量的關(guān)注度相對(duì)要小一些。但電流、電壓是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在實(shí)際監(jiān)控中，存在一些漏洞，在農(nóng)網(wǎng)變電運(yùn)行的實(shí)際監(jiān)控中，就曾經(jīng)遇到過(guò)這種情況。變電運(yùn)行不僅有實(shí)時(shí)情況，有些問(wèn)題是要通過(guò)一定的時(shí)間累積才能反映出來(lái)的。電能量的產(chǎn)生需要時(shí)間，也就是說(shuō)電能量本身含有時(shí)間量，能反映一些問(wèn)題。

變電站一次設(shè)備的運(yùn)行情況能反映到電量上，變電運(yùn)行方式的變化直接在電量上有所反映。變電站是整個(gè)電網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，變電站內(nèi)的每個(gè)設(shè)備又分別是各個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)出電量始終是平衡的，也就是說(shuō)它的進(jìn)出電量和始終是零。理想狀態(tài)下，消耗是零的情況下，整個(gè)變電站，包括其中每個(gè)設(shè)備它的進(jìn)出電量和始終是零。在這一原則下，一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)電量不平衡，具體的情況就有它產(chǎn)生的具體原因，要做具體分析。

任何有聯(lián)系的事物都是相輔相成的，電能計(jì)量裝置對(duì)電能量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，可以對(duì)電量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控、分析；對(duì)站內(nèi)各節(jié)點(diǎn)電能量進(jìn)出情況進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)地觀(guān)察、分析，反過(guò)來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能計(jì)量裝置的遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控。一個(gè)具體的變電站，母線(xiàn)和變壓器構(gòu)成了變電站的基本骨架，所以分析時(shí)先從變電站、母線(xiàn)、變壓器著手，接著具體到每路進(jìn)出線(xiàn)，這是一個(gè)基本順序。在這里把變電站、母線(xiàn)、變壓器的電量平衡問(wèn)題歸納為“變電站的三大平衡”。具體數(shù)值用不平衡率來(lái)進(jìn)行考核。當(dāng)站內(nèi)計(jì)量裝置精度高時(shí)，這一比值可以達(dá)到1%甚至達(dá)到0%左右。

不平衡率=（輸入電量-輸出電量）/輸入電量*100%

影響不平衡率的因素是：①電能表的誤差；②互感器的比差、角差；③計(jì)量二次回路壓降，等等，這些因素構(gòu)成了計(jì)量回路的綜合誤差。變電站內(nèi)電壓等級(jí)越高，計(jì)量裝置的精度越高，相應(yīng)的誤差就越小，不平衡率就越小。

日常監(jiān)控過(guò)程中曾遇到的最簡(jiǎn)單的情況是：某一變電站的10kV母線(xiàn)不平衡率出現(xiàn)正增加，從2%增大到2.37%。具體電量分析如下：母線(xiàn)的輸入電量基本保持常量，某一路用戶(hù)出線(xiàn)的電量突然減少，而其它出線(xiàn)的電量維持常量，這一情況說(shuō)明一次設(shè)備的運(yùn)行方式?jīng)]有變化，很明顯，該出線(xiàn)的二次計(jì)量裝置發(fā)生問(wèn)題。具體到現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后，原來(lái)僅僅是該回路的計(jì)量接線(xiàn)盒的連接螺絲發(fā)生了松動(dòng)，小小一個(gè)螺絲松動(dòng)就可以引起母線(xiàn)的不平衡，更何況其他問(wèn)題呢？

下面是在日常監(jiān)測(cè)中所遇到的實(shí)例：①馬家坪變電站“381”甘河線(xiàn)投入后，35kV母線(xiàn)電量不平衡率與日俱增。現(xiàn)場(chǎng)糾正馬家坪變電站“381”甘河線(xiàn)的二次接線(xiàn)極性后恢復(fù)正常。②秀水站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳后，35kV母線(xiàn)電量不平衡。監(jiān)測(cè)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)“374”東宋I回和“375”東宋II回并列運(yùn)行時(shí)母線(xiàn)電量不平衡，當(dāng)“374”東宋I回停運(yùn)“375”東宋II回單回運(yùn)行時(shí)，母線(xiàn)平衡。以上情況說(shuō)明“374”東宋I回所計(jì)電量錯(cuò)誤，計(jì)量裝置異常，“374”東宋I回更換CT后母線(xiàn)電量恢復(fù)平衡。困擾盂縣電業(yè)局多年的難題迎刃而解。③葦泊站10kV母線(xiàn)電量不平衡，“866”東村線(xiàn)用電量減少，有失壓現(xiàn)象。經(jīng)檢查“866”東村線(xiàn)表計(jì)的電壓保險(xiǎn)處夾片螺絲松動(dòng)，固定后電量恢復(fù)正常。④泊里站110kV母線(xiàn)不平衡率為-14.79%，原因是陽(yáng)泉電網(wǎng)系統(tǒng)潮流發(fā)生變化，同時(shí)負(fù)荷增大，175河泊線(xiàn)由正向計(jì)量47520kW·h，反向計(jì)量35640 kW·h，變?yōu)檎蛴?jì)量0，反向計(jì)量386760kW·h，泊里110kV母線(xiàn)不平衡。經(jīng)分析認(rèn)為175反向計(jì)量出錯(cuò)，更換175河泊線(xiàn)表計(jì)后正常。⑤五渡站10kV母線(xiàn)和II#主變電量同時(shí)出現(xiàn)不平衡，很明顯“802”主變低壓側(cè)表計(jì)少計(jì)電量。計(jì)量二次電壓保險(xiǎn)B相接觸不良，B相失壓，隨后進(jìn)行了糾正并進(jìn)行電量退補(bǔ)。⑥娘子關(guān)變電站110kV母線(xiàn)和II#主變電量同時(shí)出現(xiàn)不平衡。“182”主變高壓側(cè)表計(jì)超差，多計(jì)電量。⑦西峪站10kV母線(xiàn)電量不平衡。“593”義井線(xiàn)表計(jì)超差，多計(jì)電量。更換表計(jì)，并退補(bǔ)電量。通過(guò)幾年的摸索，得出結(jié)論，表計(jì)的異常、二次接線(xiàn)的錯(cuò)誤，計(jì)量互感器的超差是引起電量不平衡的主要原因。

2 用戶(hù)電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)探索

智能電網(wǎng)的目標(biāo)是要和用戶(hù)達(dá)到互動(dòng)，這要求不僅要實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的電量采集，還要把一些電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息傳送給用戶(hù)。要實(shí)現(xiàn)這些，解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題是遲早的事。現(xiàn)在我國(guó)有些地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始嘗試采用光纖來(lái)代替無(wú)線(xiàn)傳輸。解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題后，就可以把每個(gè)用戶(hù)都整合到整個(gè)電網(wǎng)監(jiān)測(cè)中來(lái)，形成一個(gè)環(huán)環(huán)相扣、緊密相連的網(wǎng)絡(luò)。從變電站的電量監(jiān)測(cè)到線(xiàn)損的分析，最后到用戶(hù)的電量監(jiān)測(cè)，一環(huán)緊扣一環(huán)，首尾相接，電能量的走向一目了然，電能計(jì)量裝置的運(yùn)行情況也就一目了然。

綜上所述，無(wú)論是變電站還是用戶(hù)的電能計(jì)量裝置要實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，都離不開(kāi)對(duì)日常用電量的監(jiān)測(cè)分析。對(duì)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析可以達(dá)到電能計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)電能計(jì)量裝置的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，提高了現(xiàn)場(chǎng)電能計(jì)量數(shù)據(jù)的管理與監(jiān)測(cè)水平，保證了所傳回計(jì)量數(shù)據(jù)的正確嚴(yán)謹(jǐn)性，只有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，才能真正可用。

參考文獻(xiàn)：

篇2

一、電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

（一）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

電力設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，就是技術(shù)人員在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，使用各種測(cè)量手段，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中的化學(xué)、物理量進(jìn)行檢測(cè)，獲取相關(guān)信息，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)故障進(jìn)行檢修的一項(xiàng)工作。

目前我國(guó)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，包括微機(jī)集中監(jiān)測(cè)與分散監(jiān)測(cè)兩種，第一種是將專(zhuān)業(yè)的監(jiān)測(cè)裝置和儀器安裝在變電設(shè)備傳感器當(dāng)中，用以采集信號(hào)，然后交由工作人員就地測(cè)量，這種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要人工干預(yù)較多，在自動(dòng)變電站中使用不方便。第二種是將被測(cè)試的信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)收集和傳遞，送入中控室的微機(jī)裝置，然后由工作人員通過(guò)屏幕來(lái)監(jiān)測(cè)，并能及時(shí)完成數(shù)據(jù)的整合、分析、故障判斷等，這種在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方式數(shù)據(jù)容量大、操作方便靈活、擴(kuò)展性良好，并適合智能變電站的應(yīng)用。

（二）監(jiān)測(cè)工作流程

電力設(shè)備的在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容為介質(zhì)損耗、電容變化量、不平衡電壓、泄漏電流等等，通過(guò)傳感器，對(duì)溫度、濕度、流量、振動(dòng)等進(jìn)行檢測(cè)，采集波形、信號(hào)峰值等數(shù)據(jù)，通過(guò)光纜（或電纜）傳輸?shù)娇刂婆_(tái)，工作人員根據(jù)相應(yīng)的事故樹(shù)和專(zhuān)家系統(tǒng)等方式，對(duì)收集到的信息進(jìn)行分析，從而診斷出故障。

二、電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的工作內(nèi)容

1. 對(duì)一次設(shè)備的監(jiān)測(cè)。主要包括變壓器的局部放電、電容值、鐵芯接地電流、油中溶解氣體等的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)；互感器勵(lì)磁電流、局部放電的監(jiān)測(cè)；容性設(shè)備電容值、介質(zhì)損耗等的監(jiān)測(cè)。

2. 對(duì)二次設(shè)備的監(jiān)測(cè)。包括直流控制、交流測(cè)量、電纜接地控制、邏輯判斷、通信管理等的檢驗(yàn)，交流測(cè)量中對(duì)絕緣性能、回路線(xiàn)路是否正確等進(jìn)行測(cè)量；邏輯判斷是對(duì)軟硬件的各種功能進(jìn)行檢測(cè)。

3. 故障的判斷和預(yù)測(cè)。通過(guò)綜合測(cè)控，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能分析設(shè)備是否運(yùn)行正常，將監(jiān)測(cè)裝置獲取的數(shù)據(jù)信息與正常的數(shù)據(jù)作對(duì)比，通過(guò)信息偏差值，就可以判斷故障。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能通過(guò)設(shè)備的運(yùn)行需求，結(jié)合各種狀態(tài)特征，提前設(shè)置預(yù)警值，對(duì)變電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，保證設(shè)備持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置具體的監(jiān)測(cè)內(nèi)容（如圖一所示）：

圖一 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容（圖片素材來(lái)自百度）

（二）在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)采集輸變電設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)信息傳送至中央控制室，由中央控制室的綜合處理單元，來(lái)實(shí)施具體監(jiān)測(cè)和故障處理。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由后臺(tái)管理診斷、中央控制器、就地監(jiān)測(cè)單元（傳感器）組成，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制與遠(yuǎn)程控制結(jié)合的監(jiān)控與處理。簡(jiǎn)單的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖（圖二所示）如下：

三、加強(qiáng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高效應(yīng)用的措施

要讓在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置得到高效的應(yīng)用，就必須要從管理和研究上入手，通過(guò)各個(gè)方面的配合，增強(qiáng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用效率。以下是一些提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)高效運(yùn)行的配合措施：

（一）加強(qiáng)配套管理

要讓監(jiān)測(cè)技術(shù)得到全面提高，就要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)品的檢驗(yàn)和安裝規(guī)范，通過(guò)管理部門(mén)的協(xié)調(diào)，對(duì)裝置的技術(shù)性、可靠性、售后服務(wù)等進(jìn)行評(píng)價(jià)，讓裝置一開(kāi)始就能良好運(yùn)行。

（二）完善監(jiān)測(cè)裝置性能

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置在應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響電力設(shè)備對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)控，究其原因，主要是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身質(zhì)量原因，使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確、抗干擾能力差，我國(guó)主要的監(jiān)測(cè)裝置性能問(wèn)題，出現(xiàn)在傳感元件上，其測(cè)量的穩(wěn)定和可靠性都稍弱，要提高這方面的技術(shù)水平，才能讓整個(gè)監(jiān)測(cè)裝置高效運(yùn)行。

（三）提高研究能力

要通過(guò)研究機(jī)構(gòu)，將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能積極的拓寬，還要對(duì)一些重點(diǎn)設(shè)備，進(jìn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)上的攻關(guān)。例如電力變壓器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，要開(kāi)發(fā)出綜合型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)要加入能夠反映出故障性質(zhì)的一些參數(shù)，如局部的放電和升溫，引入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)抗干擾問(wèn)題做重點(diǎn)攻克，從而實(shí)現(xiàn)真正的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、減少人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。

（四）結(jié)合實(shí)際、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性

要提高監(jiān)測(cè)裝置的利用率，就要有針對(duì)性的采用不同類(lèi)型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分析被測(cè)對(duì)象的重要性以及其運(yùn)行中容易引起的故障類(lèi)型，還有故障可能造成的損失的大小，然后通過(guò)綜合考慮決定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)模、監(jiān)測(cè)參量等，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行投入，這樣才能最大程度的提高監(jiān)測(cè)的有效性和經(jīng)濟(jì)性，從而實(shí)現(xiàn)整體的高效應(yīng)用。

小結(jié)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，變電站自動(dòng)化的程度也變得越來(lái)越高，無(wú)人值守的設(shè)計(jì)理念使得在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)也不斷的發(fā)展，產(chǎn)生了集控中心這樣的集約化管理的監(jiān)測(cè)趨勢(shì)。以后的監(jiān)測(cè)裝置，會(huì)越來(lái)越智能化，變電站的電力設(shè)備監(jiān)測(cè)，也會(huì)實(shí)現(xiàn)可控、可視、自愈等功能，整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，會(huì)隨著在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，而變得更加安全可靠。

參考文獻(xiàn)

篇3

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0381-01

前言

電能計(jì)量是電力企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)管理的重要內(nèi)容，為了確保計(jì)量數(shù)據(jù)的可靠性，電能計(jì)量裝置運(yùn)行必須可靠，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用值得重視。

一、電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的必要性

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求也隨之持續(xù)增加，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。在此形勢(shì)下，電網(wǎng)一次二次設(shè)備數(shù)量大幅度增加，電網(wǎng)覆蓋面積逐步增大，供電量迅猛增長(zhǎng)，直接導(dǎo)致電網(wǎng)計(jì)量設(shè)備規(guī)模與計(jì)量管理人員數(shù)量不匹配，增加了計(jì)量管理人員的工作量。與此同時(shí)，隨著用電客戶(hù)經(jīng)濟(jì)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，用電客戶(hù)對(duì)電網(wǎng)計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性要求也在日益提高。所以，電力企業(yè)必須加快計(jì)量管理信息化建設(shè)，積極推行電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，促進(jìn)電力企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

二、電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的基本原理

通道切換與數(shù)據(jù)采集模塊將來(lái)自電能表的電壓信號(hào)、電流信號(hào)和脈沖信號(hào)，以及PT端的電壓信號(hào)、CT端的電壓信號(hào)和CT二次回路電流信號(hào)采集到系統(tǒng)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表的誤差測(cè)試、PT二次回路壓降測(cè)試以及CT二次回路導(dǎo)納測(cè)試等基本功能。同時(shí)還能夠體現(xiàn)某一時(shí)刻計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)工況信息。內(nèi)部微處理器負(fù)責(zé)通道切換與運(yùn)算，并能將數(shù)據(jù)及時(shí)存儲(chǔ)。在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)是建立在將標(biāo)準(zhǔn)模塊轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)多路、多只電能表的誤差檢驗(yàn)，通過(guò)定期的數(shù)據(jù)回傳，實(shí)現(xiàn)后臺(tái)主站的數(shù)據(jù)查詢(xún)并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程。而PT壓降的測(cè)試則是采用布線(xiàn)的原理，將PT端電壓和電能表端電壓采集到在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)里，人工測(cè)試方法不同的只是系統(tǒng)將臨時(shí)拖放的測(cè)試電纜以布線(xiàn)的形式固定下來(lái)，通過(guò)其內(nèi)部專(zhuān)用的電路模塊來(lái)完成電壓的測(cè)量和比較計(jì)算。同時(shí)電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的手動(dòng)檢測(cè)功能，在周期測(cè)試的基礎(chǔ)上，加入手動(dòng)測(cè)試，以達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)試。通過(guò)以太網(wǎng)的通信方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程功能，并能將數(shù)據(jù)保存在后臺(tái)監(jiān)測(cè)主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，處理和保存。

三、電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1.系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層

按一次設(shè)備對(duì)應(yīng)分布式配置多功能電能表，將其安裝在開(kāi)關(guān)柜回路內(nèi)，或集中安裝在電能表測(cè)控屏內(nèi)，用于實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸?shù)诫娔懿杉K端。各個(gè)計(jì)量點(diǎn)的電能量信息均是采集終端的采集對(duì)象，在信息采集完成后由電能量采集終端綜合管理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)層

該層是主站層與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集層的連接層，主要負(fù)責(zé)上下兩層之間的通信連接、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)換和命令交換，確保大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠在匯集后高速傳輸，提高主站層獲取監(jiān)測(cè)信息的全面性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

1.3 主站層

該層主要由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、WEB應(yīng)用服務(wù)器、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、輔助設(shè)備等部分構(gòu)成，是電能計(jì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息收集與控制中心，既可通過(guò)GPS、PSTN、CDMA、以太網(wǎng)等遠(yuǎn)程通信信道采集和控制現(xiàn)場(chǎng)終端的信息，也可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。

2.系統(tǒng)主要設(shè)備

2.1 安裝位置及技術(shù)指標(biāo)

通常發(fā)電廠(chǎng)和變電站內(nèi)涉及諸多計(jì)量點(diǎn)，如網(wǎng)損、線(xiàn)損、關(guān)口等，為了確保在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，上述位置處都需要安裝電能表，其基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)要求。如果是關(guān)口計(jì)量點(diǎn)的電能表，應(yīng)當(dāng)能夠設(shè)置4個(gè)費(fèi)率，每個(gè)時(shí)間段與一種費(fèi)率相對(duì)應(yīng)。安全防護(hù)功能可以采取三級(jí)密碼管理。電能表出廠(chǎng)后必須立即采取有效的防護(hù)措施，避免軟硬件校正電能表的誤差，電能表一旦出廠(chǎng)不可對(duì)其誤差進(jìn)行再次調(diào)整。

2.2 集中器應(yīng)用

在系統(tǒng)中，集中器主要負(fù)責(zé)電能信息的采集、數(shù)據(jù)傳輸與管理、轉(zhuǎn)發(fā)及下發(fā)控制命令。其應(yīng)當(dāng)具備如下功能：

（1）精度。電能量采集終端的高精度數(shù)據(jù)采集工作需要通過(guò)RS-485接口完成，并對(duì)帶時(shí)標(biāo)的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。可根據(jù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)需求設(shè)置信息采集周期，保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性達(dá)到100%，而后再向主站傳送信息。

（2）存儲(chǔ)。電能量采集終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量要超過(guò)64MB，并且擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)參數(shù)備份單元，備份單元的容量要超過(guò)256MB。備份單元可采用SD卡，一旦電能量采集終端出現(xiàn)故障，可以到現(xiàn)場(chǎng)插拔SD卡以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)。

（3）采集信息。及時(shí)采集窗口電量、分時(shí)電量、事件記錄、遙測(cè)量、遙信量數(shù)據(jù)等，按照預(yù)設(shè)的時(shí)間起點(diǎn)將指定內(nèi)容傳送到主站;也可傳遞失壓記錄、瞬時(shí)量、電壓合格率、電能表時(shí)鐘時(shí)間等數(shù)字量或模擬量。

（4）數(shù)據(jù)傳輸。至少要有一路RS485總線(xiàn)既可用于抄表，又可作為數(shù)據(jù)上傳通道。同時(shí)，還應(yīng)支持多種通信方式，如語(yǔ)音撥號(hào)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等。

2.3 通信方式

系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)與變電站和發(fā)電廠(chǎng)的通信：①與變電站的通信。電能計(jì)量系統(tǒng)以電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)變電站采用專(zhuān)線(xiàn)Modem方式進(jìn)行通信。調(diào)制解調(diào)器可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，使用不同的手段傳送模擬信號(hào)，傳輸介質(zhì)可以選用射頻無(wú)線(xiàn)電、光纖或電話(huà)線(xiàn)等。專(zhuān)線(xiàn)Modem方式不需要經(jīng)過(guò)話(huà)音交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，而只需有標(biāo)準(zhǔn)四線(xiàn)接口就能夠提供可靠的通信通道。專(zhuān)線(xiàn)Modem方式不允許在同一時(shí)間內(nèi)并行多個(gè)數(shù)據(jù)，但是隨著電能數(shù)據(jù)量的增加，這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式必然會(huì)造成數(shù)據(jù)堵塞，所以必須對(duì)這種通信方式進(jìn)行優(yōu)化。②與發(fā)電廠(chǎng)的通信。由于國(guó)內(nèi)的各大發(fā)電廠(chǎng)普遍采用電力載波作為通信方式，其二四線(xiàn)通道分別被調(diào)度電話(huà)和自動(dòng)化占用，無(wú)法為系統(tǒng)提供通信通道，因而可采用撥號(hào)Modem的方法來(lái)解決通信問(wèn)題。

三、電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的加強(qiáng)

1.電能計(jì)量裝置改造

加快電能計(jì)量裝置改造進(jìn)度，做到事前有計(jì)劃，改前有標(biāo)準(zhǔn)，改中有檢查，改后有驗(yàn)收，確保計(jì)量改造質(zhì)量。對(duì)互感器、電能表的精度等級(jí)、二次回路導(dǎo)線(xiàn)截面不滿(mǎn)足要求用戶(hù)進(jìn)行改造，要選用高動(dòng)熱穩(wěn)定、寬量限的s級(jí)互感器和寬負(fù)載的S級(jí)電能表表，保證小負(fù)荷條件下的計(jì)量準(zhǔn)確性;合理選用TA變比，確保用戶(hù)正常負(fù)荷時(shí)TA一次電流應(yīng)達(dá)TA一次額定電流的1/3及以上運(yùn)行，換大TV二次回路導(dǎo)線(xiàn)截面，縮短二次導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度以減少二次壓降引入誤差對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響。對(duì)新建、擴(kuò)建、改造的電能計(jì)量裝置，嚴(yán)格把住設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)和進(jìn)貨關(guān)。

2.計(jì)量點(diǎn)的問(wèn)題解決

為了杜絕用戶(hù)計(jì)量點(diǎn)大馬拉小車(chē)現(xiàn)象，采取了相應(yīng)的解決辦法：一是新裝增裝用戶(hù)投運(yùn)前進(jìn)行全面檢查。二是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查對(duì)于變比不符合生產(chǎn)實(shí)際的，在最短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整好。三是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查及時(shí)解決用戶(hù)提出的用電問(wèn)題。四是安裝高精度的電能表，確保規(guī)程規(guī)定的允許誤差。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著電力技術(shù)及電網(wǎng)智能化的發(fā)展，電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，提高了電能計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，電力企業(yè)要重視這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。

篇4

中圖分類(lèi)號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

隨著高壓電氣設(shè)備絕緣可靠性的提高，以及電網(wǎng)可靠性的要求，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的方法也在不斷發(fā)生變化。國(guó)內(nèi)外研制出了一系列可實(shí)用的在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)儀器或裝置。高壓電氣設(shè)備在電網(wǎng)中具有舉足輕重的地位，如果其絕緣部分缺陷或劣化，將會(huì)發(fā)生影響設(shè)備和電網(wǎng)安全運(yùn)行的絕緣故障或事故。因此，在設(shè)備投運(yùn)后，現(xiàn)階段的做法是根據(jù)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)以確定停電試驗(yàn)和檢修，以便及時(shí)檢測(cè)出設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷，以防止發(fā)生絕緣事故。但是，隨著電網(wǎng)容量的增大，高壓電氣設(shè)備的急劇增加，傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)和事后維修已不能滿(mǎn)足電網(wǎng)高可靠性的要求。同時(shí)，由于高壓電氣設(shè)備的絕緣劣化是一個(gè)累積和發(fā)展的過(guò)程，在很多情況下預(yù)防性試驗(yàn)已無(wú)法發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷。

1. 絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的基本原理

高壓設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是在電氣設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)中，利用其工作電壓來(lái)監(jiān)測(cè)絕緣的各種特征參數(shù)。因此。能真實(shí)地反映電氣設(shè)備絕緣的運(yùn)行工況，從而對(duì)絕緣狀況做出比較準(zhǔn)確的判斷。高壓電氣設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主要檢測(cè)參數(shù)是電氣設(shè)備的介損值，其測(cè)量原理大都使用硬件鑒相既過(guò)零比較的方法。目前的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品基本都是用快速傅立葉變換的方法來(lái)求介損。取運(yùn)行設(shè)備PT的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)與設(shè)備泄露電流信號(hào)直接經(jīng)高速A/D采樣轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)，通過(guò)軟件的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻普分析，僅抽取50HZ的基本信號(hào)進(jìn)行計(jì)算求出介損。這種方法能很好的消除各種高次諧波的干擾，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，能很好地反映出設(shè)備絕緣變化。對(duì)于設(shè)備物理量（如變壓器油溫、氣體含量等）的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)則是通過(guò)置放化感器探頭的方法采集信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)分析處理。

2.在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件研究

2.1 開(kāi)發(fā)軟件的選用

對(duì)電力設(shè)備的介質(zhì)損耗、泄漏電流、等值電容、運(yùn)行電壓等參數(shù)實(shí)施不間斷的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，其數(shù)據(jù)量是非常龐大的。以半小時(shí)采集50 條數(shù)據(jù)計(jì)算，一個(gè)月的數(shù)據(jù)累計(jì)就達(dá)36000 條。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言選用 C++Builder3，它是Borland公司推出的程序開(kāi)發(fā)軟件 。利用它開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。在一個(gè)由10000 條紀(jì)錄組成的數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找一條紀(jì)錄，僅需幾秒種。

2.2 主控程序結(jié)構(gòu)

主控程序主要包括數(shù)據(jù)查詢(xún)、自動(dòng)分析、遠(yuǎn)程通訊、系統(tǒng)管理、幫助五大程序模塊。

1) 數(shù)據(jù)查詢(xún)?cè)撃K包含設(shè)備選擇、查詢(xún)時(shí)間選擇和檢則參數(shù)選擇三項(xiàng)。可對(duì)避雷器的 A、B、C 三項(xiàng)的泄漏電流、運(yùn)行電壓和主變套管、耦合電容器、電流互感器的A、B、C、O 四相的介質(zhì)損耗、泄漏電流、運(yùn)行電壓、等值電容等參數(shù)的任意時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。并可根據(jù)分析數(shù)據(jù)畫(huà)出相應(yīng)圖像，監(jiān)測(cè)者可根據(jù)圖像準(zhǔn)確地分析出設(shè)備的運(yùn)行情況。當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)超過(guò)警戒值時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警裝置，提醒值班人員對(duì)事故進(jìn)行及時(shí)處理。

2) 自動(dòng)分析系統(tǒng)對(duì)每一種設(shè)備的A、B、C、O四相的所有參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，并列“數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng)”表中。

3) 遠(yuǎn)程通訊遠(yuǎn)程通信是由調(diào)制解調(diào)器(MODEM)聯(lián)接到電話(huà)公共交換網(wǎng)絡(luò)或企業(yè)局域網(wǎng)(INTRANET)上來(lái)完成計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹Ｊ辜夹g(shù)人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)就可在管理部門(mén)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中根據(jù)最新數(shù)據(jù)對(duì)變電站設(shè)備的運(yùn)行情況作出分析，并可遠(yuǎn)程遙控監(jiān)測(cè)程序的執(zhí)行方式。

4) 系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理模塊包含設(shè)備管理和數(shù)據(jù)管理兩部分。設(shè)備管理允許管理人員添加或刪除監(jiān)測(cè)設(shè)備，數(shù)據(jù)管理提供了刪除和備份數(shù)據(jù)功能。

3.高壓電氣設(shè)備的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

與傳統(tǒng)的定期停電預(yù)防性試驗(yàn)相比，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可大大提高電氣設(shè)備測(cè)試的真實(shí)性和靈敏度，在設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行直接測(cè)試，不必安排停電預(yù)試，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣缺陷，連續(xù)掌握設(shè)備絕緣變化趨勢(shì)等。同時(shí)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)還可以根據(jù)設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果選擇不同的試驗(yàn)周期，提高試驗(yàn)的有效性。

3.1變壓器的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

目前，變壓器絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)其絕緣油中分解氣體含量和的局部放電。一種監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣體分析 (DGA) 的裝置，利用聚合物薄膜實(shí)現(xiàn)將特征氣體 H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 從油中分離，采用新型催化酶氣體傳感器檢測(cè)氣體含量，能判斷變壓器是否存在過(guò)熱、放電等異常及故障類(lèi)型。

3.2電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

對(duì)于電容型高壓電氣設(shè)備 (CT、CVT、OY、變壓器套管) 主要監(jiān)測(cè)其交流泄漏電流、等值電容、tgδ值。研究和大量試驗(yàn)充分證明，監(jiān)測(cè)交流泄漏電流可以靈敏反映容性設(shè)備的整體受潮程度，監(jiān)測(cè)檢測(cè)介質(zhì)損耗角正切值 (tgδ) 對(duì)早期局部缺陷反映靈敏。俄羅斯、烏克蘭等國(guó)家對(duì)超高壓 CT已不采用 10kV 下測(cè)量tgδ的離線(xiàn)測(cè)量方法。

3.3氧化鋅避雷器的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

氧化鋅避雷器主要監(jiān)測(cè)其閥片受潮及老化。從80 年代開(kāi)始，日本的LCD - 4 型阻性電流測(cè)試儀和東北電力試驗(yàn)研究院研制的MOA - RCD 型阻性電流測(cè)試儀在電力系統(tǒng)廣泛使用，這兩種產(chǎn)品既能帶電檢測(cè)，又能在線(xiàn)檢測(cè)運(yùn)行電壓下的阻性電流和其它參數(shù)。目前，一種能安裝于避雷器接地引下線(xiàn)上測(cè)量運(yùn)行電壓下泄漏電流和記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)的避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀大量投入運(yùn)行。

3.4GIS 的絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

GIS 的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)有機(jī)械、化學(xué)、電的檢測(cè)方法。機(jī)械方法采用一個(gè)高靈敏性的壓電加速傳感器和超聲波傳感器，來(lái)檢測(cè)在局部放電或在絕緣故障時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)和彈性波，德國(guó)LDA - 5/ S超聲探測(cè)器能有效地檢測(cè) GIS內(nèi)的危險(xiǎn)局放源。化學(xué)方法采用 SF6 分解產(chǎn)物的氣體分析，來(lái)檢測(cè)局部放電和局部過(guò)熱。

4.開(kāi)展高壓電氣設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的意義

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,停電會(huì)降低供電企業(yè)的供電可靠性, 對(duì)社會(huì)會(huì)造成負(fù)面的影響,也對(duì)用電的企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面停電會(huì)降低設(shè)備的運(yùn)行效率,造成對(duì)資源的浪費(fèi)。高壓設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，既能對(duì)帶電設(shè)備的絕緣特性參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量，又能對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。比如可以通過(guò)測(cè)量避雷器在運(yùn)行中的容性電流和阻性電流變化情況，掌握其內(nèi)部絕緣受潮以及閥片老化情況。還可以測(cè)量CVT、耦合電容器、套管等容性設(shè)備的泄漏電流和介質(zhì)耗損，來(lái)掌握其內(nèi)部受潮和絕緣老化及損壞缺陷。測(cè)量充油設(shè)備絕緣油的內(nèi)部可燃性氣體變化情況，掌握設(shè)備內(nèi)部有無(wú)過(guò)熱、放點(diǎn)等缺陷情況。

5 .結(jié)束語(yǔ)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是供電單位實(shí)行狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和唯一技術(shù)手段，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步推廣使用絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，基于信息融合技術(shù)和嵌入技術(shù)組成internet的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖文傳輸及遠(yuǎn)程診斷，有利于實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備狀態(tài)的綜合管理，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免發(fā)生事故，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。現(xiàn)階段無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展也為高壓電氣設(shè)備絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的保證，為實(shí)施超高壓電力線(xiàn)路絕緣子等以前沒(méi)有研究與開(kāi)展的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了條件。

篇5

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.117

1 引言

目前，煉油化工企業(yè)通常采用只能在腐蝕破壞作用不大或者不可能提高抗腐蝕過(guò)程控制的情況下使用的一些監(jiān)測(cè)手段。然而大多數(shù)的工廠(chǎng)希望能夠通過(guò)使用工藝防腐的方法（例如：緩蝕劑）或者其它的處理設(shè)施（例如：脫水裝置）來(lái)減少腐蝕，并保證重點(diǎn)設(shè)備和管道的腐蝕狀況和介質(zhì)條件置于有效的監(jiān)控之中，這樣只有通過(guò)在線(xiàn)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)獲取各種關(guān)鍵的腐蝕數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，及時(shí)了解裝置腐蝕狀況及變化過(guò)程[1，2]。

課題基于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)某煉油廠(chǎng)兩套常減壓裝置重點(diǎn)部位為對(duì)象，建立了一套實(shí)時(shí)電化學(xué)在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)部位的實(shí)時(shí)顯示總體腐蝕速率（mm/a）、點(diǎn)蝕系數(shù)、B值、腐蝕機(jī)理因子等參數(shù)，以滿(mǎn)足公司降低腐蝕危害，實(shí)現(xiàn)安、穩(wěn)、常、滿(mǎn)、優(yōu)生產(chǎn)的需要。

2 腐蝕在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

2.1 硬件系統(tǒng)

腐蝕在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由探針、腐蝕變送器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1所示。系統(tǒng)主要功能是采用探針監(jiān)測(cè)管線(xiàn)、設(shè)備的總體腐蝕和局部腐蝕的變化，了解設(shè)備的腐蝕趨勢(shì)和評(píng)估工藝防腐效率，并指導(dǎo)調(diào)整注劑使用。探針采取數(shù)據(jù)由分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繪制總體腐蝕速率曲線(xiàn)和局部腐蝕狀態(tài)曲線(xiàn)，顯示腐蝕趨勢(shì)和具體腐蝕數(shù)據(jù)，及時(shí)防止危險(xiǎn)，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

系統(tǒng)路由過(guò)程為：探針->變送器->安全柵->腐蝕通訊集中器->數(shù)據(jù)服務(wù)器。每套裝置單設(shè)一臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器放置于控制室內(nèi)，通過(guò)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)變送器可向服務(wù)器各布設(shè)一條雙芯屏蔽電纜，該電纜可同時(shí)提供電源回路和通訊回路，且具有較強(qiáng)抗干擾能力。每套裝置單設(shè)一個(gè)機(jī)柜，機(jī)柜內(nèi)放置安全隔離柵、腐蝕通訊集中器、24VDC電源模塊，其中，腐蝕通訊集中器集成HART解析以及HART轉(zhuǎn)RS232通訊轉(zhuǎn)換功能。

2.2 腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)電化學(xué)腐蝕在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)電化學(xué)腐蝕測(cè)量變送器采用諧波失真分析、標(biāo)準(zhǔn)的LPR（線(xiàn)性極化電阻）和ECN（電化學(xué)噪聲）等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)腐蝕速率和腐蝕因子的監(jiān)測(cè)，變送器通過(guò) 4-20mA與HART協(xié)議實(shí)時(shí)輸出給服務(wù)器。系統(tǒng)可同時(shí)輸出四個(gè)參數(shù)，包括總體腐蝕率、點(diǎn)蝕系數(shù)、斯特恩-蓋里常數(shù)（B值）、腐蝕機(jī)理參數(shù)，并可進(jìn)行組態(tài)分析，同時(shí)應(yīng)用集成技術(shù)將實(shí)時(shí)工藝操作參數(shù)進(jìn)行分析，有利于管理人員分析對(duì)比，見(jiàn)圖2所示。詳細(xì)分析參數(shù)含義如下。

（1）總體腐蝕率（PV）。該參數(shù)單位是mm/a，量程0～2.5mm/a，該參數(shù)直接反映現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的腐蝕環(huán)境狀態(tài)。

（2）點(diǎn)蝕系數(shù)（SV）。該參數(shù)為無(wú)量綱參數(shù)，量程0～1;是一定性分析參考值，當(dāng)監(jiān)測(cè)值小于0.01時(shí)，被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)生點(diǎn)蝕的風(fēng)險(xiǎn)是非常低的;當(dāng)監(jiān)測(cè)值大于0.1時(shí)，被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始發(fā)生點(diǎn)蝕，所以我們通過(guò)各種措施來(lái)控制該參數(shù)，使之不大于0.1。

（3）腐蝕常數(shù)B值（TV）。該參數(shù)單位是mV，量程5～60;此數(shù)據(jù)是通過(guò)諧波失真測(cè)量得到的，它們提供腐蝕過(guò)程中陰極和陽(yáng)極活躍程度的變化。

（4）腐蝕機(jī)理因子（CMI）。該參數(shù)單位是?A/cm2，量程-50～50;我們可以通過(guò)該參數(shù)來(lái)判斷被測(cè)系統(tǒng)的腐蝕環(huán)境。運(yùn)用該參數(shù)可分析我們注劑在腐蝕防護(hù)中的作用，對(duì)注劑的使用情況做出實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。

3 腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

3.1 腐蝕監(jiān)控的選點(diǎn)總體原則

腐蝕監(jiān)控位置的確定直接決定著腐蝕監(jiān)測(cè)效果的好壞。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)設(shè)備管道真正造成威脅的是局部腐蝕，因此如何監(jiān)測(cè)到設(shè)備管道腐蝕相對(duì)嚴(yán)重的部位，也就是探針安裝在設(shè)備和管線(xiàn)的合適位置就顯得十分重要[3]。通常需要注意以下幾個(gè)腐蝕嚴(yán)重的部位：

（1）有水凝結(jié)的部位，尤其是水凝結(jié)開(kāi)始的部位，如常減壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)空冷器的出口及水冷器的出入口。

（2）介質(zhì)需要緩釋劑的工藝，如循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

（3）設(shè)備管道高湍流區(qū)域，如管道的彎頭等。

（4）事故發(fā)生頻繁的設(shè)備管道，即依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)選取監(jiān)測(cè)部位，

3.2 腐蝕監(jiān)控選點(diǎn)部位

依據(jù)選點(diǎn)原則和設(shè)備條件，對(duì)某煉油廠(chǎng)兩套裝置進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)選點(diǎn)，結(jié)果見(jiàn)表1所示。

4 腐蝕監(jiān)控管理系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）基于電化學(xué)探針前端采集。電化學(xué)探針采用線(xiàn)性極化腐蝕監(jiān)測(cè)的原理，具有監(jiān)測(cè)迅速的特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確測(cè)量電化學(xué)參數(shù)B值，且有較高的精度。

（2）與工藝過(guò)程參數(shù)變化同步分析。根據(jù)腐蝕速率變化與工藝條件變化的相互關(guān)系，為生產(chǎn)計(jì)劃的編制、工藝操作指標(biāo)的修訂提供數(shù)據(jù)支持。

（3）評(píng)價(jià)防腐效果。對(duì)工藝防腐措施，緩蝕劑、中和劑的應(yīng)用效果做出評(píng)價(jià)。

（4）預(yù)測(cè)設(shè)備壽命。通過(guò)腐蝕監(jiān)控可以掌握設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的腐蝕速率，可以預(yù)測(cè)設(shè)備的使用壽命，做到既安全又經(jīng)濟(jì)[4]。

5 結(jié)論

基于科學(xué)選點(diǎn)，前端探針安裝，中間過(guò)程數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)軟件分析，建立針對(duì)高含硫煉化裝置的腐蝕在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將腐蝕監(jiān)測(cè)作為腐蝕控制的前期保障，經(jīng)過(guò)在某煉油廠(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)受監(jiān)測(cè)設(shè)備和管道的腐蝕狀況進(jìn)行24小時(shí)不間斷的監(jiān)測(cè)和評(píng)估。對(duì)煉化設(shè)備的腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，是完善系統(tǒng)的管理設(shè)備腐蝕與防護(hù)的重用部分，最終達(dá)到實(shí)時(shí)了解設(shè)備腐蝕情況，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少維修停產(chǎn)損失、降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)裝置的安穩(wěn)長(zhǎng)滿(mǎn)優(yōu)運(yùn)行的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]卜全民，溫力，姜虹等.煉制高硫原油對(duì)設(shè)備的腐蝕與安全對(duì)策[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2002，14（06）：362-364.

[2]周敏.中國(guó)石油煉化企業(yè)腐蝕與控制現(xiàn)狀[J].腐蝕與防護(hù)，2012，33（02）：62-68.

篇6

中圖分類(lèi)號(hào)：X93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

腐蝕參數(shù)、腐蝕速度以及設(shè)備腐蝕狀態(tài)均是煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)需要掌握的基礎(chǔ)，技術(shù)人員通過(guò)掌握這些基礎(chǔ)性工藝與測(cè)量數(shù)據(jù)從而了解煉油裝置所處環(huán)境的變化以及遭受腐蝕的狀態(tài)，從根本上找到適合不同介質(zhì)環(huán)境的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)。

1 煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用

煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)具有十分重要的作用，其在現(xiàn)實(shí)生活與實(shí)際生產(chǎn)中起著決定性的意義。

1.1 通過(guò)評(píng)價(jià)緩蝕劑效果選擇合適的緩蝕劑

在煉油生產(chǎn)過(guò)程中，緩蝕劑在工藝中的優(yōu)化數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)生產(chǎn)的需要，二在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)?yōu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而選擇合適的緩蝕劑。

1.2 對(duì)原油混煉技術(shù)的指導(dǎo)

原油性質(zhì)的不同在混煉的過(guò)程中會(huì)增加其酸性值，從而使設(shè)備受到腐蝕。應(yīng)用在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠迅速發(fā)現(xiàn)原油混煉時(shí)PH變化的情況，從而進(jìn)行控制，在諸如緩蝕劑的過(guò)程中改善相關(guān)工藝，從而合理配置原油的比例，使電脫鹽的效果增強(qiáng)。

1.3 定點(diǎn)測(cè)厚結(jié)合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)隊(duì)檢修過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)具有實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性的優(yōu)勢(shì)，因此在覆蓋范圍內(nèi)，其能夠通過(guò)收集到的多參數(shù)數(shù)據(jù)繪制腐蝕曲線(xiàn)圖，從而分析煉油裝置中腐蝕變化的情況，制定解決方案，進(jìn)行全方位的診斷。定點(diǎn)測(cè)厚具有靈活性，其余在線(xiàn)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，能夠?qū)χ攸c(diǎn)部位實(shí)施監(jiān)控，從而避免重大泄漏事故的發(fā)生，完善檢修計(jì)劃。

2 煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

煉油裝置中常見(jiàn)的在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)共有四種，其原理不同，因此應(yīng)用的場(chǎng)合以及特點(diǎn)也不盡相同。根據(jù)實(shí)際情況，選好關(guān)于PH探針監(jiān)測(cè)、電阻探針監(jiān)測(cè)、電感探針監(jiān)測(cè)、電化學(xué)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)型號(hào)。

2.1 電阻探針監(jiān)測(cè)

電阻探針監(jiān)測(cè)需要應(yīng)用的儀器以及零件為在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器、金屬絲、溫度補(bǔ)償試片。當(dāng)金屬絲被腐蝕后開(kāi)始變薄，便可以通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)出來(lái)并排除因金屬絲的溫度異常而產(chǎn)生的不利影響。電阻探針適應(yīng)于各種工況范圍與介質(zhì)，但是靈敏度較低，測(cè)量的周期長(zhǎng)，又因金屬絲受到腐蝕后所產(chǎn)生的產(chǎn)物具有導(dǎo)電性，因此影響了其測(cè)量結(jié)果，沒(méi)法對(duì)腐蝕速度的瞬時(shí)性進(jìn)行記錄。

2.2 電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)

電化學(xué)探針監(jiān)測(cè)也是通過(guò)測(cè)量腐蝕速度來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種技術(shù)，其與電阻感應(yīng)不同的是，電流指標(biāo)（流經(jīng)電極表面）是其確定腐蝕速度的標(biāo)準(zhǔn)。這種方法測(cè)量周期短、速度快，不會(huì)像電阻探針監(jiān)測(cè)般測(cè)量腐蝕減薄量，但是其在監(jiān)測(cè)過(guò)程中受到環(huán)境的限制，必須在水中傳導(dǎo)才可進(jìn)行。

電化學(xué)方法也包括電化學(xué)噪聲技術(shù)，當(dāng)金屬局部腐蝕后，便可以通過(guò)兩個(gè)同質(zhì)金屬獲取其之間通過(guò)的電流量，然后在利用其它方法分析局部腐蝕的情況。

2.3 PH探針監(jiān)測(cè)

不同介質(zhì)酸具有不同的堿度，因此H+敏感選擇的電極也不同，根據(jù)其電極的異同情況檢測(cè)介質(zhì)酸的堿度，而且PH探針監(jiān)測(cè)器一般情況下應(yīng)該在壓力≤0.4MPa，溫度≤70℃的環(huán)境下運(yùn)行。

2.4 電感探針監(jiān)測(cè)

電感探針監(jiān)測(cè)分為高溫管狀電感探針、低溫片狀電感探針、低溫管狀電感探針三種。電感探針的測(cè)量依據(jù)是探針被腐蝕的深度，探針腐蝕的越薄，其所引起的磁通量變化就越大，這種變化直接影響到金屬腐蝕的速率，從而得出不同介質(zhì)在腐蝕過(guò)程中的周期性變化，從而體現(xiàn)其顯示出這種監(jiān)測(cè)方法的靈敏度。一般情況下，片狀結(jié)構(gòu)以及管狀結(jié)構(gòu)是電感探針的兩種結(jié)構(gòu)形式，其分類(lèi)是由管徑?jīng)Q定的，片狀探針應(yīng)用于

3 選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)

硫化物、氯化物的低溫電化學(xué)腐蝕以及硫化物的高溫化學(xué)腐蝕是煉油裝置發(fā)生腐蝕的兩大主要類(lèi)型，前者是中全面腐蝕的體現(xiàn)，因此在選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)必須關(guān)注相關(guān)腐蝕的流程、重視腐蝕分布的區(qū)域、對(duì)高溫設(shè)備的材質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)用相關(guān)防腐工藝與技術(shù)，從而避免腐蝕所產(chǎn)生的傷害。

后者由監(jiān)測(cè)到的視點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)，其具有均勻性腐蝕的特點(diǎn)，因此在煉油裝置的產(chǎn)品分離系統(tǒng)化、常減壓蒸餾、延遲焦化的過(guò)程中便應(yīng)該選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，不僅應(yīng)該按照相關(guān)腐蝕原理進(jìn)行安裝，還應(yīng)該考慮到在線(xiàn)觀(guān)測(cè)的維護(hù)與評(píng)價(jià)便利性。由此，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)該為一閉路循環(huán)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇適宜，有利于煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)反應(yīng)的速度以及收集參數(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了該系統(tǒng)的即時(shí)性。

4 在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該建立在需求與應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上，并根據(jù)基礎(chǔ)性要求擬定發(fā)展方向。

要想實(shí)現(xiàn)復(fù)合監(jiān)測(cè)技術(shù)，必須提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的可靠性、精度以及靈敏度，將多種不同類(lèi)型的參數(shù)利用一根探針進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的簡(jiǎn)便化，減少了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的程序。多參數(shù)監(jiān)測(cè)是未來(lái)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，只有實(shí)現(xiàn)腐蝕發(fā)生發(fā)展過(guò)程監(jiān)測(cè)、腐蝕影響過(guò)程監(jiān)測(cè)、腐蝕事故監(jiān)測(cè)、腐蝕結(jié)果監(jiān)測(cè)等全面的腐蝕監(jiān)測(cè)，才能夠擁有系統(tǒng)化的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

將收集到數(shù)據(jù)采用高科技手段進(jìn)行智能化分析，然后建立與其有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，深入分析與挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)，為技術(shù)發(fā)展提供理論性、決定性依據(jù)。

要想提高煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化控制能力，就必須將腐蝕數(shù)據(jù)作為參考，并以此為參考點(diǎn)進(jìn)行研究，提高在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)的力度，促進(jìn)煉油裝置的科技化改進(jìn)與發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)煉油裝置中在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用進(jìn)行了具體分析，并且就其應(yīng)用與監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)倪x擇，從根本上總結(jié)出在線(xiàn)腐蝕監(jiān)測(cè)的未來(lái)發(fā)展方向，為我國(guó)化工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了一條簡(jiǎn)便、快捷、安全的生產(chǎn)道路。

參考文獻(xiàn)

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篇7

1、概述

隨著我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展和環(huán)保要求，火力發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐都裝有脫硫設(shè)施。應(yīng)用最為廣泛的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。脫硫塔的液氣比是決定脫硫塔效率的主要參數(shù)，液氣比大，意味著煙氣與脫硫劑接觸面積大，有利于SO2的吸收，但液氣比太大，容易導(dǎo)致霧化效果不佳，不利于脫硫。為維持脫硫塔正常運(yùn)行，必須對(duì)煙氣流量參數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，及時(shí)調(diào)整供液量；同時(shí)鍋爐排出的煙氣流量，也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)大氣污染控制，需要監(jiān)督的重要參數(shù)。

由于脫硫系統(tǒng)進(jìn)出口煙道截面大，流場(chǎng)不均勻，正常運(yùn)行時(shí)，無(wú)法對(duì)煙氣量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。近年來(lái)，操作人員進(jìn)行脫硫塔調(diào)整一直停留在依靠觀(guān)測(cè)鍋爐負(fù)荷、煙道靜壓、引風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度、單點(diǎn)流速測(cè)量等間接的監(jiān)測(cè)手段上，不能提供特大截面流量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)指導(dǎo)脫硫塔運(yùn)行和脫硫劑量的調(diào)整缺乏準(zhǔn)確依據(jù)，造成很大操作不便和資源浪費(fèi)。

2、國(guó)內(nèi)外煙氣流量測(cè)量方式對(duì)比

目前國(guó)內(nèi)外大型煙道的煙氣流量的測(cè)量主要采用以下方法：

（1）靜壓測(cè)量法。該方法利用流體力學(xué)的伯努力方程，即假設(shè)在全壓相等的前提下，動(dòng)壓等于全壓減靜壓，通過(guò)測(cè)量靜壓來(lái)對(duì)比動(dòng)壓。由于煙道中的煙氣含有大量的飛灰及腐蝕性氣體，動(dòng)壓測(cè)量的取樣環(huán)境較差，故該傳統(tǒng)的流速測(cè)量裝置很難達(dá)到理想的測(cè)量效果。

（2）引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度法。該方法通過(guò)對(duì)引分機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板做特性試驗(yàn)，以調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度確定煙氣量。測(cè)量簡(jiǎn)單、直觀(guān)，無(wú)需其它附屬設(shè)備。存在的問(wèn)題：要求風(fēng)門(mén)開(kāi)度指示與擋板的實(shí)際位置建立起一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，實(shí)際上難以保證；風(fēng)門(mén)開(kāi)度與風(fēng)量、風(fēng)速之間的非線(xiàn)性關(guān)系、受風(fēng)道阻力等影響，相同開(kāi)度煙氣量差別很大，無(wú)法以此定量確定風(fēng)量和風(fēng)速。

（3）單點(diǎn)流速測(cè)量法。該方法在煙道內(nèi)安裝文丘里等測(cè)速元件進(jìn)行測(cè)量，由于該元件只能單點(diǎn)安裝，采集信號(hào)缺乏代表性，不能準(zhǔn)確反映整個(gè)截面的流速和風(fēng)量，因此誤差很大。

（4）煙氣分析三原子氣體法。此方法利用各種煙氣分析儀器，測(cè)得干煙氣中三原子氣體的成分，再通過(guò)已知的煤種元素分析成分，計(jì)算得到的干煙氣量，再根據(jù)煤的水分和燃煤量，計(jì)算煙氣量。此種方法與煤種有關(guān)，由于電廠(chǎng)燃煤變化較大，因此會(huì)引起較大的誤差。

（5）煙氣分析過(guò)量空氣系數(shù)法。此種方法也是一種間接測(cè)量方法。通過(guò)各種煙氣分析儀器，測(cè)得干煙氣中過(guò)量空氣系數(shù)，再通過(guò)已知的煤種元素分析成分和燃煤量，計(jì)算得到煙氣量。此種方法也與煤種有關(guān)，同樣會(huì)引起較大的誤差。

3、解決方案

通過(guò)對(duì)上述存在問(wèn)題的分析、研究，得出如下結(jié)論：從測(cè)量的理論和技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)鍋爐的煙氣流量的準(zhǔn)確測(cè)量，必須同時(shí)滿(mǎn)足以下條件：（1）要保證測(cè)量的準(zhǔn)確、穩(wěn)定，即有誤差限作保證，需要一個(gè)基本的測(cè)量條件，對(duì)于煙氣流量動(dòng)壓測(cè)量裝置也是如此，即需要一定長(zhǎng)度整流直風(fēng)道。（2）測(cè)量裝置應(yīng)具有測(cè)量條件要求低、輸出信號(hào)穩(wěn)定、局部阻力小、含塵氣流管道平均風(fēng)速（多點(diǎn)、網(wǎng)格法）的特性。（3）要具有防止結(jié)露、防止含塵氣流堵塞、防止磨損和腐蝕的傳感元件的結(jié)構(gòu)措施。（4）在以上基礎(chǔ)上，利用微差壓傳感器、先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（或直接進(jìn)入DCS系統(tǒng)）和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，對(duì)動(dòng)壓信號(hào)進(jìn)行必要的修正，以數(shù)字量和模擬量的方式顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，指導(dǎo)運(yùn)行人員操作調(diào)整。

為此，我們把多個(gè)靠背管按矩陣排列布置于同一煙道截面，對(duì)該截面各位置進(jìn)行全面測(cè)量。

將煙氣流速測(cè)量裝置安裝于煙道中水平直管段內(nèi)，當(dāng)煙道內(nèi)有氣流流動(dòng)時(shí)，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。因而迎面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱(chēng)為“全壓”。背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖擊，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱(chēng)為“靜壓”。測(cè)速裝置測(cè)量全壓與靜壓之差壓為“動(dòng)壓”，動(dòng)壓經(jīng)換算即可得出介質(zhì)的流速和流量。全壓與靜壓信號(hào)經(jīng)傳壓管引至電容式微差壓變送器，微差壓變送器輸出4～20mA模擬信號(hào)至DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與數(shù)值顯示。

每個(gè)靠背管測(cè)速儀均裝有整流消旋裝置。該裝置有兩個(gè)作用：一是當(dāng)流場(chǎng)紊亂的煙氣進(jìn)入套管后，使之整流消旋，減少干擾，有利于穩(wěn)定、準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)壓；二是在整流消旋裝置套管前端裝有變徑管段，當(dāng)煙氣進(jìn)入變徑套管，截面面積由大變小，流速加快，可提高測(cè)量精度。

在動(dòng)壓、靜壓取樣管內(nèi)裝有自動(dòng)清灰裝置，該裝置在煙氣流動(dòng)的風(fēng)力作用下可自由擺動(dòng)，不斷撞擊取樣管內(nèi)壁和內(nèi)孔，以達(dá)到清除內(nèi)部積灰的作用。

將單個(gè)靠背管測(cè)速儀與豎直管段相連接，起到均衡壓力的作用，成為均壓腔體。

篇8

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0038-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.019

當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)的工作人員依舊是采用人工現(xiàn)場(chǎng)抄表的方式統(tǒng)計(jì)和分析電能量數(shù)據(jù)，工作效率低，人員配置多，人為錯(cuò)誤發(fā)生率高。電能計(jì)量裝置在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用改善了這一不利局面。其可以防范竊電、實(shí)施狀態(tài)檢修，為電量的錯(cuò)誤計(jì)算和追收提供了證據(jù)，提高了計(jì)量裝置的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性。以較少的物力人力來(lái)管理更多的用戶(hù)，是電力企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是現(xiàn)代用電管理的發(fā)展方向。

1 電能計(jì)量裝置的常見(jiàn)問(wèn)題

根據(jù)國(guó)家的《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》，電能計(jì)量裝置包括各種二次回路、計(jì)量用電壓、電能表、電能計(jì)量柜及電流互感器等。參照現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維的過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，電能計(jì)量裝置故障一般集中在電流互感器及其相二次回路、電壓互感器、電能表等方面。而且無(wú)論故障的形式如何，在數(shù)據(jù)的分析處理上都會(huì)體現(xiàn)為一次、二次側(cè)功率、電流和電壓因素等參數(shù)發(fā)生異常變化。綜合現(xiàn)場(chǎng)工作的經(jīng)驗(yàn)，大致可以把電能計(jì)量故障類(lèi)型分為以下三種：（1）電流互感器異常，包括電流互感器二次回路、二次開(kāi)路超差、短路等；（2）電壓互感器異常，電壓互感器發(fā)生超差、二次側(cè)斷相、一次側(cè)熔絲熔斷。二次回路異常，二次回路出現(xiàn)連接出錯(cuò)，表現(xiàn)為功率因素異常、電流異常、電壓異常等現(xiàn)象；（3）電能表異常。根據(jù)對(duì)集抄系統(tǒng)大用戶(hù)電能表的統(tǒng)計(jì)，一般常見(jiàn)的事故現(xiàn)象有正向無(wú)功、反向有功、反向無(wú)功、正向有功倒走或不走，總電量與峰谷平電量不匹配，電能表計(jì)量超差，電能表計(jì)時(shí)超差，電能表計(jì)費(fèi)時(shí)段錯(cuò)誤，電能表顯示異常，電能表斷相、失流、失壓、逆相序等。

2 電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

集抄系統(tǒng)大用戶(hù)的電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)運(yùn)行主要是通過(guò)采集多維度計(jì)量裝置及用電信息采集系統(tǒng)來(lái)完成，通過(guò)主站軟件進(jìn)行分析、處理、計(jì)算后，采用圖表形式反映出來(lái)的一套系統(tǒng)體系。該系統(tǒng)能對(duì)計(jì)量裝置的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，計(jì)量裝置運(yùn)行出現(xiàn)異常能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，使計(jì)量裝置故障持續(xù)時(shí)間得到有效降低，彌補(bǔ)了在傳統(tǒng)計(jì)量裝置運(yùn)行管理中存在的不足，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。

電能計(jì)量裝置智能診斷系統(tǒng)與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備故障分析、計(jì)量裝置的異常分析、各類(lèi)事件的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和分析、異常流程處理、用電異常分析等功能，還可以為采集設(shè)備和計(jì)量設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)論證。通過(guò)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)，電能計(jì)量裝置可對(duì)多個(gè)電量參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)電能表的接線(xiàn)錯(cuò)誤、失流、失壓、斷相、超差等二次回路故障能夠及時(shí)報(bào)警，有利于縮短故障處理時(shí)間。電能計(jì)量裝置在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：

2.1 豐富的異常指標(biāo)專(zhuān)家?guī)?/p>

計(jì)量裝置的異常指標(biāo)專(zhuān)家?guī)熘饕▽?duì)采集裝置異常、用電異常和計(jì)量裝置異常的判斷標(biāo)準(zhǔn)和定義，還可以看情況根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行完善和增補(bǔ)。異常指標(biāo)專(zhuān)家?guī)斓慕⒑徒∪梢灾悄芊治龊驮\斷各種計(jì)量裝置運(yùn)行的異常，為計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提供了有效的監(jiān)控手段及數(shù)據(jù)支撐。

2.2 采集并發(fā)送用戶(hù)用電情況

將用戶(hù)的用電情況通過(guò)信息采集終端進(jìn)行采集并發(fā)送至主站。主站的監(jiān)控人員從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)屏幕傳回的畫(huà)面報(bào)警或分析，提取用戶(hù)用電信息，與該用戶(hù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，判斷該用戶(hù)的電能計(jì)量裝置是否正常運(yùn)行。

2.3 可連續(xù)監(jiān)測(cè)

電能計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)計(jì)量裝置運(yùn)行狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)計(jì)量異常能及時(shí)返現(xiàn)，降低了電量丟失的可能性。通過(guò)電量的采集，自動(dòng)對(duì)線(xiàn)損進(jìn)行計(jì)算，使主、配網(wǎng)線(xiàn)損壞管理更為快捷、便利。

2.4 分析判斷異常

電能計(jì)量裝置的異常智能診斷分析包括采集裝置異常分析、用電異常分析、異常白名單管理、電能異常分析等功能，可以通過(guò)采集系統(tǒng)采集的電能、電量、負(fù)荷示值和設(shè)備類(lèi)型、事件、參數(shù)值、檔案等數(shù)據(jù)，利用異常分析專(zhuān)家?guī)熘械姆治瞿Ｐ停瑢?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)，快速判斷出現(xiàn)故障或異常的原因。

3 大用戶(hù)集抄系統(tǒng)的在線(xiàn)檢測(cè)方法

電能計(jì)量裝置是由很多種高精度設(shè)備搭配組成，要想對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，難度系數(shù)很大。并且因?yàn)槿藛T故障分析能力、采集終端質(zhì)量以及電力系統(tǒng)復(fù)雜性等因素的制約，加上終端具有預(yù)警性，一旦出現(xiàn)異常，就會(huì)向主站發(fā)出警報(bào)，這無(wú)疑降低了故障處理效率，增加了故障處理難度，要想快速做出判斷，必須運(yùn)用更科學(xué)的方法進(jìn)行分析。在分析采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過(guò)程中可以得出結(jié)論，目前，系統(tǒng)平臺(tái)的分析重點(diǎn)和采集上來(lái)的數(shù)據(jù)種類(lèi)還停留在采集數(shù)據(jù)是否完整、終端設(shè)備是否在線(xiàn)的層面上，并未深層地發(fā)掘其下的各類(lèi)計(jì)量裝置監(jiān)控的運(yùn)用、數(shù)據(jù)的利用以及用戶(hù)的用電特性監(jiān)測(cè)方面的能力，對(duì)計(jì)量裝置的運(yùn)行狀態(tài)尚不能自主監(jiān)測(cè)。建立在目前可采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為提升集抄系統(tǒng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的能力，以下對(duì)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析：

3.1 計(jì)量裝置的超差分析

計(jì)量裝置超差現(xiàn)象主要表現(xiàn)為互感器和電能表的超差誤差。以往檢測(cè)超差結(jié)果都是利用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)處于缺少標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的情況時(shí)，遠(yuǎn)程檢測(cè)不可能對(duì)超差結(jié)果進(jìn)行十分精確的測(cè)量，但是可以利用一些簡(jiǎn)單檢測(cè)方式進(jìn)行粗略估算，這在一定程度上也能對(duì)超差進(jìn)行及早發(fā)現(xiàn)，盡量避免出現(xiàn)計(jì)量的重大誤差。

例如如果用戶(hù)自行安裝了主、副電能表的計(jì)量點(diǎn)，對(duì)兩塊電表測(cè)出的電量進(jìn)行比較分析可以得到數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)規(guī)章的規(guī)定，一般電能表準(zhǔn)確度等級(jí)不應(yīng)相差1.3～1.5倍。對(duì)于電壓互感器、電流可通過(guò)對(duì)一次側(cè)電流、電壓來(lái)分析監(jiān)測(cè)情況，再對(duì)一次、二次電壓電流的比值進(jìn)行分析，可以大致預(yù)估出結(jié)果。

3.2 防竊電分析

作為一種通信方式來(lái)說(shuō)，采集系統(tǒng)是安全可靠的。其在反竊電工作中可以發(fā)揮極為重要的作用，搜集用戶(hù)竊電的信息及證據(jù)，并將內(nèi)容及時(shí)發(fā)給主站。

立足于大用戶(hù)計(jì)量裝置的角度來(lái)看，竊電方式總結(jié)起來(lái)可以概括為兩種：（1）改變流經(jīng)電能表的電流、電壓值；（2）對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行破壞，使其喪失準(zhǔn)確性。通過(guò)比對(duì)分析采集平臺(tái)搜集的用戶(hù)負(fù)荷異常曲線(xiàn)以及分析失流、失壓的異常對(duì)電流和電壓造成的影響，已經(jīng)可以掌握其竊電依據(jù)。但根據(jù)目前已經(jīng)發(fā)生竊電案例來(lái)看，對(duì)于反竊電工作，采集系統(tǒng)基本是被動(dòng)的，即當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)竊電后，再到系統(tǒng)中找尋證據(jù)，這距離實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式的反竊電監(jiān)控的目標(biāo)還有較大差距。

本文通過(guò)分析提出兩種方法：（1）對(duì)負(fù)荷曲線(xiàn)開(kāi)展主動(dòng)監(jiān)控。用戶(hù)出現(xiàn)竊電行為，其現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷往往會(huì)在竊電狀態(tài)和正常用電狀態(tài)之間來(lái)回切換。集抄系統(tǒng)平臺(tái)可對(duì)負(fù)荷曲線(xiàn)進(jìn)行繪制，使系統(tǒng)可以主動(dòng)分析負(fù)荷曲線(xiàn)，如果負(fù)荷曲線(xiàn)出現(xiàn)突減或突增異常且長(zhǎng)期運(yùn)行的最小與最大負(fù)荷之間的差距超過(guò)50%，則該用戶(hù)很可能出現(xiàn)竊電行為，應(yīng)納為重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象范圍；（2）防范有竊電前科的用戶(hù)再次作案。可利用經(jīng)傳感器啟動(dòng)的攝像頭或紅外熱像儀器，對(duì)已有過(guò)竊電前科的用戶(hù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，終端可將警報(bào)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的各類(lèi)圖像發(fā)送到主站，主站再對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

3.3 功率因素分析

從電能表功能的定義來(lái)看，電能表內(nèi)部會(huì)對(duì)每日的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)。在電能表的監(jiān)測(cè)工作中，并沒(méi)有深入研究探索電能表的存儲(chǔ)功能，而對(duì)于多功能電能表而言，其表內(nèi)存儲(chǔ)的月末電量及符合數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將有可能對(duì)電費(fèi)出賬、線(xiàn)損管理等工作產(chǎn)生直接影響。在正常的用電情況下，普通用戶(hù)的功率因數(shù)一般在0.9以上。用戶(hù)的用電特性中如果帶有感性或容性特征，功率因數(shù)根據(jù)相應(yīng)的情況發(fā)生相應(yīng)的變化。遠(yuǎn)程管理終端通過(guò)從計(jì)量裝置處采集的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)相應(yīng)的功率因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從一定程度上可以反映出用戶(hù)的用電特性，為判斷用戶(hù)用電是否出現(xiàn)異常提供依據(jù)。

4 對(duì)電能計(jì)量裝置在線(xiàn)檢測(cè)的建議

根據(jù)當(dāng)前的基本國(guó)情，一次性建立完善的電力檢測(cè)系統(tǒng)的條件尚不充分，還有很多地方需要改進(jìn)，主要為三個(gè)方面：（1）提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能；（2）研究開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)手段；（3）提高管理水平。

4.1 提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能

從客觀(guān)角度出發(fā)，用電采集系統(tǒng)目前利用數(shù)據(jù)的程度不高。對(duì)于大量的報(bào)警信息，分析人員往往只能被動(dòng)甄別，確認(rèn)后再進(jìn)行查詢(xún)。要想對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析能力進(jìn)行提升，首先系統(tǒng)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、歸類(lèi)，這樣分析人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有類(lèi)別、有主次的排查，很大程度上可以使監(jiān)測(cè)能力和工作效率得到提高。

4.2 研發(fā)新型監(jiān)測(cè)手段

目前，國(guó)內(nèi)許多電力公司都有自己對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的方法與管理技巧，對(duì)于同一監(jiān)測(cè)內(nèi)容也存在不一樣的監(jiān)測(cè)方法。國(guó)內(nèi)各省市電力公司電能計(jì)量中心，可根據(jù)各自電網(wǎng)自身特點(diǎn)，從自身實(shí)際情況出發(fā)，具體問(wèn)題具體分析，開(kāi)發(fā)與自身情況相適應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段。

4.3 完善現(xiàn)有類(lèi)型終端功能

嚴(yán)格加強(qiáng)驗(yàn)收工作，做好消缺工作，提高在線(xiàn)率。這就是通常所說(shuō)的“兩頭抓”，一是源頭，一是現(xiàn)場(chǎng)。可嘗試與無(wú)線(xiàn)通信方面的專(zhuān)業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合，嚴(yán)格對(duì)終端通信模塊的驗(yàn)收程序進(jìn)行把控，增加檢測(cè)手段，對(duì)不合格的終端產(chǎn)品不予出廠(chǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

電能計(jì)量裝置在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電流互感器、電壓表、電能表等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的故障判斷、自動(dòng)校檢、防竊電監(jiān)測(cè)、記錄分析等功能。有利于改善大用戶(hù)集抄系統(tǒng)的故障檢測(cè)困難、檢測(cè)手段單一、管理水平落后等問(wèn)題，為電量追補(bǔ)提供依據(jù)，極大地提升了計(jì)量裝置的維護(hù)管理和監(jiān)測(cè)能力。

參考文獻(xiàn)

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篇9

1.引言

高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備是電力系統(tǒng)中重要的控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備，設(shè)備中的斷路器任務(wù)是根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要把電力設(shè)備和線(xiàn)路投入或退出運(yùn)行，或者將發(fā)生故障的電力設(shè)備和線(xiàn)路從電網(wǎng)快速切除，以保證電網(wǎng)中無(wú)故障部分正常運(yùn)行。因此，一旦高壓斷路器出現(xiàn)故障，就有可能造成電力系統(tǒng)的更大的故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成重大損失[1，2]。

在我國(guó)，10KV級(jí)高壓斷路器大多數(shù)用于金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（成套電器），受工作環(huán)境所限，基本都不具備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的能力。但是就高壓斷路器而言，由于機(jī)械原因造成的故障（包括拒合、拒分和誤動(dòng)）占70%～80%。操動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)的故障以及電氣控制及輔助回路的故障是造成拒合、拒分和誤動(dòng)故障的主要原因。因此，對(duì)高壓斷路器進(jìn)行機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，可以及早的發(fā)現(xiàn)斷路器故障原因，對(duì)減少開(kāi)關(guān)事故和方便工作人員檢修有重要意義[3，4]。

本文在研究和分析了10KV級(jí)高壓斷路器故障原因的基礎(chǔ)上，提出了一種針對(duì)某公司生產(chǎn)的BPC-12/1250-31.5型永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)高壓真空斷路器機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斷路器機(jī)械特性的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

2.裝置總體設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

高壓斷路器機(jī)械特性可進(jìn)行監(jiān)測(cè)的參數(shù)較多，但受電磁環(huán)境等條件的約束，實(shí)際可以進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的參數(shù)并不太多。本文通過(guò)分析高壓斷路器各種故障的故障率，結(jié)合高壓開(kāi)關(guān)出廠(chǎng)檢驗(yàn)儀器的國(guó)標(biāo)《DL/T846.3-2004高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件第三部分：高壓開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試儀》中的要求，選取斷路器的行程、超程、剛分（合）速度、分（合）閘時(shí)間、彈跳次數(shù)、彈跳時(shí)間、平均速度和動(dòng)作時(shí)間這些特征量進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)[5，6]。

2.2 總體設(shè)計(jì)方案

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置包括傳感器、信號(hào)處理電路、CPU處理模塊和通信隔離電路組成，裝置整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本文選用電阻式位移傳感器獲取位移信號(hào)。當(dāng)斷路器動(dòng)作時(shí)，電阻式位移傳感器會(huì)產(chǎn)生阻值變化，即為斷路器的動(dòng)作信號(hào)。傳感器一般安裝在斷路器外部，可不影響設(shè)備的原有性能及可靠性[7]。在此，將直線(xiàn)位移傳感器安裝在動(dòng)作觸頭的電磁鐵附近，有電磁鐵帶動(dòng)懸臂梁與狀態(tài)指示器一起動(dòng)作，角位移傳感器安裝在動(dòng)觸頭動(dòng)作的轉(zhuǎn)軸一端，傳感器安裝如圖2所示。

位移傳感器產(chǎn)生電阻信號(hào)的變化，經(jīng)信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，可供CPU處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。分合閘指令信號(hào)和輔助觸點(diǎn)信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)量輸入電路傳送至CPU處理器，用來(lái)控制開(kāi)啟CPU的AD采集以及反映開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)。CPU選用TI公司的TMS320F2812型號(hào)的DSP為主處理器，DSP對(duì)采集到的分合閘信號(hào)及相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算之后，進(jìn)行就地顯示監(jiān)測(cè)參數(shù)，并通過(guò)RS485通信將監(jiān)測(cè)參數(shù)上傳至上位機(jī)監(jiān)控軟件。

3.裝置硬件設(shè)計(jì)

3.1 DSP處理板電路設(shè)計(jì)

DSP系統(tǒng)有電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、JTAG仿真接口電路、片外程序存儲(chǔ)器、通信電路、時(shí)鐘芯片電路、液晶顯示電路和其它引腳處理及未用IO引腳處理電路9部分組成。電源電路為整個(gè)DSP系統(tǒng)供電，DSP需要直流3.3V和1.8V電源，，其中3.3V供給IO等外設(shè)，1.8V供給DSP內(nèi)核。TMS320F2812的上電次序是外設(shè)先上電，內(nèi)核后上電。電源電路采用TPS767D318為核心芯片，其輸入為+5V，輸出電壓為1.8V和3.3V，滿(mǎn)足DSP上電要求，具體電路如圖3所示。

3.2 信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)

信號(hào)處理電路主要對(duì)直線(xiàn)位移和角位移傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，包括基準(zhǔn)電源電路、直線(xiàn)位移信號(hào)調(diào)理電路和角位移信號(hào)調(diào)理電路。由于傳感器輸出信號(hào)為線(xiàn)性電阻信號(hào)，實(shí)際處理信號(hào)為電壓信號(hào)，系統(tǒng)電源受外部干擾影響，穩(wěn)壓精度稍低。在此，本文采用穩(wěn)壓管TL431進(jìn)行穩(wěn)壓，其精度較高，可用于作為基準(zhǔn)電源，輸出為電壓+4V，其電路原理如圖4所示。

高壓斷路器的位移信號(hào)是由電磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知，其運(yùn)動(dòng)信號(hào)為低頻信號(hào)。由于工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，易受外界電磁環(huán)境等干擾，在此，本文選用二階有源巴特沃斯低通濾波器濾除干擾信號(hào)。由斷路器的機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定知，斷路器機(jī)構(gòu)行程為8±1mm，超程為3.0～4.5mm，動(dòng)作速度

濾波器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足，在通帶內(nèi)信號(hào)有盡可能小的衰減，且濾波曲線(xiàn)平坦，在阻帶內(nèi)將信號(hào)盡可能衰減。斷路器機(jī)械運(yùn)動(dòng)的最高頻率為37.5Hz，將濾波器的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)計(jì)在保證37.5Hz信號(hào)幅值衰減允許情況的最低頻率。二階巴特沃斯濾波器的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)為：

由式（2）巴特沃斯濾波器的傳遞函數(shù)特性知，當(dāng)ξ=0.707時(shí)效果較為理想，此時(shí)頻率響應(yīng)的幅頻特性不存在諧振峰，且具有最陡峭的衰減特性，查巴特沃斯濾波器的衰減特性曲線(xiàn)，得出此時(shí)轉(zhuǎn)折頻率取在60Hz附近可滿(mǎn)足要求。對(duì)濾波參數(shù)進(jìn)行歸一化設(shè)計(jì)，取，二階有源巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì)公式為[8]：

式中，、為電阻和電容的計(jì)算參數(shù)，為截止頻率，為品質(zhì)因數(shù)。

DSP的AD采集端要求輸入信號(hào)范圍為0～3V，因此，需將濾波后的信號(hào)調(diào)整在0～3V范圍，并對(duì)其限壓保護(hù)。信號(hào)調(diào)理電路如圖5所示。

3.3 開(kāi)關(guān)量輸入電路設(shè)計(jì)

開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)包括分合閘動(dòng)作指令信號(hào)和斷路器狀態(tài)輔助觸點(diǎn)信號(hào)，為保證裝置的安全性和可靠性，本文采用光電耦合芯片TLP521對(duì)開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行電氣隔離，然后送至DSP的中斷端口，其電路原理圖如圖6所示。

4.裝置軟件設(shè)計(jì)

高壓斷路器機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化、AD采集、數(shù)據(jù)處理、顯示和通信等程序。系統(tǒng)上電后首先進(jìn)行初始化，根據(jù)輔助觸點(diǎn)狀態(tài)來(lái)判斷當(dāng)前分合閘狀態(tài)。當(dāng)有分合閘動(dòng)作中斷信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，啟動(dòng)AD采集程序，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行FIR濾波后，計(jì)算速度信號(hào)、平滑濾波、計(jì)算特征參數(shù)，并將特征參數(shù)上傳至上位機(jī)，同時(shí)進(jìn)行就地顯示。系統(tǒng)程序流程如圖7所示。

5.裝置測(cè)試結(jié)果分析

系統(tǒng)裝置的測(cè)試以BPC-12/1250-31.5型配永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的高壓真空斷路器為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)室將信號(hào)處理電路部分連調(diào)測(cè)試，對(duì)分合閘動(dòng)作分別進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。用示波器抓取分合閘動(dòng)作信號(hào)的波形如圖8所示。

其中，CH1為直線(xiàn)位移信號(hào)，CH2為角位移輸出信號(hào)。直線(xiàn)位置傳感器位于操控結(jié)構(gòu)的懸臂上，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中信號(hào)變化明顯，由波形圖看出，在分合閘動(dòng)作時(shí)，有明顯的彈跳波動(dòng)。角位移傳感器在動(dòng)作過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度較小，傳感器阻值變化范圍較小，彈跳波動(dòng)不明顯，該傳感器輸出的信號(hào)需進(jìn)行進(jìn)一步校正后使用。

將機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置整體聯(lián)調(diào)，選用直線(xiàn)位移信號(hào)進(jìn)行機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，取其中一組典型監(jiān)測(cè)參數(shù)如表1所示。

通過(guò)分析多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，誤差不超過(guò)2%，可滿(mǎn)足機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的精度要求。

6.結(jié)語(yǔ)

高壓斷路器機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置可有效的監(jiān)測(cè)斷路器分合閘動(dòng)作時(shí)的特征參數(shù)，并且可以將監(jiān)測(cè)參數(shù)通過(guò)RS485進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。裝置有測(cè)量精度高、實(shí)時(shí)在線(xiàn)和數(shù)據(jù)通信等優(yōu)點(diǎn)，而且有著良好的抗干擾特性，可用于智能開(kāi)關(guān)柜等配有高壓斷路器的電氣設(shè)備中進(jìn)行機(jī)械特性在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

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篇10

引言：

在電力系統(tǒng)中，電能為發(fā)電與用電的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，電能的測(cè)量記錄不但核定出電能所用數(shù)量，而且也將電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況檢查出來(lái)。目前，隨著各行各業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)電能的需求以及電力系統(tǒng)運(yùn)作的要求也越來(lái)越高。然而，電力計(jì)量中存在的查表操作錯(cuò)誤、檢測(cè)不及時(shí)等問(wèn)題，直接導(dǎo)致了各種事故的發(fā)生。在此種形式下，為保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與安全性，電力工作人員應(yīng)當(dāng)加大電能計(jì)量操作的優(yōu)化力度，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)及電能計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)朝著智能化方向改變。

1.電網(wǎng)計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)相關(guān)要求

1.1在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的終端計(jì)量設(shè)備

在電網(wǎng)計(jì)量裝置中，作為核心設(shè)備的終端計(jì)量設(shè)備不但需要及時(shí)收集電網(wǎng)接入的所有計(jì)量點(diǎn)的校正信號(hào)，而且還需主動(dòng)、精確處理分析這些數(shù)據(jù)信號(hào)，并將整合的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲(chǔ)存。此外，終端計(jì)量設(shè)備還應(yīng)對(duì)本地與遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間的通訊功能進(jìn)行支持，使得兩地可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與參數(shù)的修改，確保遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的順利進(jìn)行。因此，對(duì)終端計(jì)量設(shè)備提出了設(shè)計(jì)模塊化、功能多樣化的要求，且保證計(jì)量裝置的所有系統(tǒng)均被遠(yuǎn)程測(cè)量覆蓋，從而對(duì)終端設(shè)備功能進(jìn)行個(gè)性化的配置[1]。

1.2通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)包括PSTN、光纖、無(wú)線(xiàn)等幾種主要網(wǎng)格，為主站管理中心與現(xiàn)場(chǎng)終端計(jì)量設(shè)備交流數(shù)據(jù)的橋梁。應(yīng)用的通訊網(wǎng)絡(luò)不但需要滿(mǎn)足主站與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的工作需求，而且還應(yīng)當(dāng)在不斷增加電力協(xié)議與子站點(diǎn)的環(huán)境中，使計(jì)量裝置在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全兼容Modbus協(xié)議、TCP/IP協(xié)議等多種通信協(xié)議，在促進(jìn)工作靈動(dòng)展開(kāi)的基礎(chǔ)上，確保在通信條件不同的情況下，各種通信方式的順利開(kāi)展[2]。此外，隨著當(dāng)前電力事業(yè)的發(fā)展，以及對(duì)通信完整程度、精確度的要求不斷升高，通信網(wǎng)絡(luò)在滿(mǎn)足上述要求的同時(shí)，還應(yīng)確保電力系統(tǒng)的應(yīng)用端口能夠進(jìn)行靈活拓展，從而實(shí)現(xiàn)新興用戶(hù)需求的充分滿(mǎn)足。

1.3主站的系統(tǒng)

計(jì)量裝置在線(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)管理中心即為主站系統(tǒng)，其擔(dān)負(fù)著下載匯總、統(tǒng)計(jì)分析、儲(chǔ)存各個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的任務(wù)，因而必須具備非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能，能夠及時(shí)分析并反饋電網(wǎng)異常運(yùn)行的狀況及報(bào)警提示信息。此外，主站系統(tǒng)還需在分析各個(gè)子站點(diǎn)需求的基礎(chǔ)上，向其提供精確的數(shù)據(jù)及報(bào)表，并為其監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)與現(xiàn)場(chǎng)跟蹤等操作，從而保證遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備能夠進(jìn)行正常運(yùn)作。與此同時(shí)，主站還必須滿(mǎn)足能夠與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接的要求，在滿(mǎn)足遠(yuǎn)程瀏覽需求的基礎(chǔ)上，為遠(yuǎn)程計(jì)量設(shè)備的工作需求提供必要的支撐。

2.電能計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能及其建設(shè)

電能計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)的框架具體如圖1所示，該系統(tǒng)的技術(shù)載體為計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)，運(yùn)作核心為數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程各用戶(hù)的電能信息進(jìn)行自動(dòng)采集，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行及電能的用電情況，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)計(jì)量工作的遠(yuǎn)程化與智能化。本文以下對(duì)電能計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能及其建設(shè)展開(kāi)研究。

2.1遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能

其一，遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對(duì)電力應(yīng)用的個(gè)性化需求進(jìn)行充分滿(mǎn)足，并根據(jù)相關(guān)規(guī)章制度對(duì)重點(diǎn)用戶(hù)提供差異化服務(wù)，對(duì)普通用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，確保用戶(hù)及時(shí)獲得供電動(dòng)態(tài)信息、用電政策等相關(guān)詳細(xì)資料。

其二，遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)用戶(hù)的電能信息進(jìn)行全面收集，清楚并掌握動(dòng)態(tài)用電情況，避免漏電、偷電等問(wèn)題的發(fā)生。通過(guò)分析電力系統(tǒng)的實(shí)際電能狀況，實(shí)時(shí)監(jiān)控電力負(fù)荷，并對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行自主調(diào)整，將用電峰谷時(shí)期錯(cuò)開(kāi)，從而促進(jìn)電網(wǎng)安全性及穩(wěn)定性的提高。

其三，遙測(cè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)用電需求，開(kāi)展有針對(duì)性的抄表取數(shù)工作，確保電力系統(tǒng)缺損曲線(xiàn)的平緩、有序。同時(shí)，為避免拖欠電費(fèi)的發(fā)生，還應(yīng)對(duì)欠費(fèi)用戶(hù)進(jìn)行技術(shù)的停電處理。

其四，計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)能夠根據(jù)電源點(diǎn)的不同開(kāi)展分時(shí)電能計(jì)量工作，通過(guò)及時(shí)反饋?zhàn)畲箅妷骸㈦娏鳌⒐β实葦?shù)據(jù)，以及最大用電需求量，促進(jìn)電能計(jì)量工作朝著集約化的方向發(fā)展。

2.2遙測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)策略

（1）系統(tǒng)建設(shè)前，根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際要求將傳統(tǒng)電能表裝置更換為多功能電子式電能表，在保證此種電能表與遙測(cè)中心的數(shù)據(jù)達(dá)到一致的同時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行系統(tǒng)的監(jiān)控指令。

（2）完成系統(tǒng)安裝后，嚴(yán)格調(diào)試所有模塊，將電能計(jì)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、數(shù)據(jù)補(bǔ)抄能力偏低、報(bào)警程序出現(xiàn)失誤等已存在的，或可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行挖掘與優(yōu)化，從而促進(jìn)電能計(jì)量工作的有效改進(jìn)。

（3）認(rèn)真統(tǒng)計(jì)所有電能計(jì)量點(diǎn)，對(duì)遙控系統(tǒng)覆蓋范圍中的素有發(fā)電廠(chǎng)、變電站的資料建立檔案，實(shí)行統(tǒng)一管理，并將其與SCADA EMS系統(tǒng)的記錄檔案進(jìn)行核對(duì)，比較TV/TA變化、通訊方案等信息，將差異數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄下來(lái)，及時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核實(shí)，從而確保各站端與主站檔案信息的一致，為計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)，將系統(tǒng)的報(bào)表功能進(jìn)行拓展，允許系統(tǒng)修改生成的表報(bào)[3]。

（4）建立系統(tǒng)后，專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)人員跟蹤分析遙測(cè)系統(tǒng)，并逐月核對(duì)自身記錄的資料與系統(tǒng)獲取的電能計(jì)量資料，確保收集的信息與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息的一致。

3.結(jié)束語(yǔ)

目前，為適應(yīng)時(shí)代的需求，電網(wǎng)應(yīng)朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。作為電網(wǎng)重要組成部分的計(jì)量裝置，通過(guò)應(yīng)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)電力進(jìn)行計(jì)量，應(yīng)用遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)電能計(jì)量的控制，有效促進(jìn)了電網(wǎng)的改進(jìn)與發(fā)展。因此，電力工作人員應(yīng)對(duì)在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的各項(xiàng)要求進(jìn)行充分掌握，并通過(guò)選擇合理的技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)電能遙控系統(tǒng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：