多功能电力测控仪表的应用技术

范文增

机械工业第九设计研究院有限公司，北京 130011

伴随着我国经济体制改革与发展，人们对用电的使用需求已经越来越广泛，并且伴随着我国电能用户的增加，使其随时出现问题的概率越来越高。为了能够保证电力正常运行，在安全的前提下，需要对电网的运行状态进行实时监控。在这样一个背景下，开发出了多功能的电力测控仪表，从而应用于输配电电网。对目前的多功能电力测控仪表的应用进行分析，主要是从功能和技术两个方面进行探讨。

1 多功能实现

1.1 电力系统参数测量

多功能测量，包括了电压（voltage）、电流（current）、功率（power）、频率（frequency）、电能（power）等。多功能电力测控仪表在接入高压电力系统的过程中，需要对安全度进行预留，如果要使多功能电力测控表接入更高的电压系统中，就需要采用电压互感器。

1.2 变电站自动化应用

变电站自动化的应用技术可以通过以下几种形式实现：第一，多功能电力测控仪表的安装，多功能仪表可以在电力系统的任何一个地方进行安装，对于这种安装的方法，是在对电力系统中的电网电压信息采集的有效解决方案。多功能仪表的安装主要是通过对电力系统变电站进行电压测量记录和测量，从而最终实现电压的分析，保证电能能够最为合适提供给所有用户，监视变电站电量的输出；第二，多功能电力测控仪表，在相对的时间内可以记录变电站内的参数，一般情况下是对电能电流、电能电量、电能需求、电能使用和其他数据进行记录。通过各种因素的记录，能够在相对时间内，对电力系统做出全面的工作分析，从而最终实现高精度的负荷数据：确定电能的使用；充分的分析出负荷量；提供PF的分布和不平衡情况。

1.3 多功能电力测控仪表的记录功能

多功能电力测控仪表在使用过程中需要较大的容量来存储数据，从而实现数据的记录。其主要包括趋势（Trend）、系统事件（System events）、报警（alarm）、越限（More limited）、I/O变化记录（Change records）等等。多功能电力测控仪表在数据记录过程中，非常适用于综合性的工程分析和历史记录分析。系统事件记录可以保护关键的计费信息，一般需要带时标记录下列操作：需量复位（Amount to rese）t、密码请求（Password request）、系统启动（System startup）、能量复位（Energy reduction）、日志复位（Log reset）、读取负荷（Read load）和修改设置（Modify Settings）等等。

1.4 监测功能

多功能电力测控仪表的监测功能，主要是为了实现波形显示和谐波分析。波形显示是给多功能点了测控仪表提供电压和电流的波形；谐波分析是为了给多功能电力测控仪表提供电能系统的质量分析和电压、电流的谐波。通过多功能电力测控仪表也可以记录电压、频率、不平衡和其他参数的上下限，并且提供出相关测量电力系统的有效记录。

1.5 通信功能

多动能电力测控仪表主要是用于和RTU或者监控系统进行数据的交换；对多功能仪表进行定期与不定期的设置；用过仪表对日志进行读取；扩展的I/O口主要用于扩展多功能仪表的通信功能。

通过以太网接入功能，多功能电力测控仪表可以同时和多个不同的软件进行通信，并通过进行仪表检测，提供电力系统数据的采集：PC(Software)+SCADA+Meter Reading(Software)=多功能电力监控仪表

如下图所示，为多通道模拟量输出实现模拟量信号的转发功能。

如下图所示，为继电器和高速脉冲输入输出。

2 谐波分析技术

谐波分析如图所示：

如上图所示：每个元素所代表的含义各不相同，其中，X(t)所表示的是连续的模拟信号、X(k)表示X(t)经过抗混叠低通滤波LPF和快速傅里叶变换FFT滤波后的结果。傅里叶变换用于确定测量信号的谐波成分

根据以上公式可以得出，x(n)为x(t)的离散数据，而x(k)为谱成分。

如图所示，通过多功能仪表中的谐波分析，在对电力系统的电网信号处理过程中，需要采用模拟低通滤波器来抑制大于fs/2的信号频率，抗混叠滤波器可以采用无源RC的抗混叠滤波器，实现有源抗混叠低通滤波器。

3 结论

总的来讲，伴随我国电能技术的发展与进步，电力系统中智能电网的深入研究，已经逐步的事项了输配电的智能化，并且多功能电力测控仪表的应用逐步得到普及，应用的范围越来月广，在智能化信息时代，具有着重要的意义。

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